软粘弹性固体的声弹性分析及其在预应变声子晶体中的应用
软凝聚态物质
2022-03-01 v3
摘要
涉及类橡胶材料的特定周期结构的有效动力学性质可通过预应变调节，从而便于设计定制声学滤波器。尽管非线性粘弹性行为是软固体的主要特征之一，它却很少被纳入此类声子介质的研究中。在此，我们在“大变形上的小扰动”声弹性框架内研究非线性粘弹性固体的动力学响应，即我们考虑叠加在大静态变形上的小振幅波传播。我们考虑了由 Fung-Simo 准线性粘弹性理论 (QLV) 描述行为的不可压缩软固体。我们利用由线性演化方程控制的类应力记忆变量推导了增量方程。由此，我们表明波色散遵循依赖于应变的广义 Maxwell 流变学。示例涵盖了 QLV Mooney-Rivlin 固体在均匀拉伸应变下平面波的传播。该声弹性理论随后通过专门的微扰方法应用于包含中空圆柱晶格的声子晶体。特别地，结果突出了粘弹性耗散对第一带隙位置的影响。我们表明耗散使带隙频率发生偏移，同时增大了带隙宽度。这些结果与承受静态预应力的软粘弹性固体的实际应用相关。
引用
@article{arxiv.2110.04033,
title = {Acoustoelastic analysis of soft viscoelastic solids with application to pre-stressed phononic crystals},
author = {Harold Berjamin and Riccardo De Pascalis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.04033},
year = {2022}
}