可调声子晶体的动力学响应及磁活性复合材料中的新均匀化方法
应用物理
2018-10-16 v1 材料科学
摘要
本研究探讨了磁弹性复合材料（MEC）中可调周期结构的动力学响应与均匀化方法。对可调周期结构的研究聚焦于智能声子晶体的设计、建模、波传播现象理解及其动力学响应。采用高幅皱褶形成来研究由薄膜黏附于厚柔顺基底上构成的一维声子晶体板。屈曲诱导的表面失稳产生了由压缩应变触发的皱褶结构。结果表明，表面周期图案及相应的大变形可控制低厚度复合材料板中的弹性波传播。仿真结果显示，该周期皱褶结构可用作智能声子晶体，能以变换方式切换结构的能带图。提出了一种磁活性声子晶体，其动力学特性由大变形与外加磁场的联合效应控制。有限变形与磁感应通过几何图案转变与材料特性影响周期结构的声子特征。提出了一种磁弹性能量函数，以建立考虑周期结构中大变形与磁感应的本构律。采用解析与有限元方法计算不同变形与磁载荷情形下声子晶体的频散关系与能带结构。结果表明，磁感应不仅控制结构的能带图，还对波传播的优势方向有强烈影响。此外，利用结构中的双材料韧带设计了一种热控声子晶体。
引用
@article{arxiv.1810.05678,
title = {Dynamic Response of Tunable Phononic Crystals and New Homogenization Approaches in Magnetoactive Composites},
author = {Alireza Bayat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05678},
year = {2018}
}
备注
PhD mechanical engineering, University of Nevada, Reno (2015)