磁性活性纤维复合材料中弹性波的传播
软凝聚态物质
2025-04-25 v1 应用物理
摘要
纤维增强弹性体是一种轻质且耐拉伸的材料，能够承受大变形。当富含磁性粒子后，其有效机械响应可通过外部磁场进行调制。本研究提出一种基于每个相中牛顿-霍克弹性响应和线性磁力学规律的纤维增强复合材料有效理论。该理论被证明适用于描述复合圆柱的运动。此外，研究发现，该理论适用于描述纤维增强复合材料受永久磁场（沿纤维方向）作用下的行为。为实现此结果，我们采用“小模型”递增理论，结合均匀化理论和布洛赫-弗洛特方法。通过这种方式，我们表明波的直方性对恒定磁场的应用具有高度敏感性，而波传播被禁止的频率范围则不受此加载影响（带隙不变）。此外，我们描述了一种基于测量两种波速来推导材料总应力的方法。我们还提出了一种用于描述由Yeoh型广义牛顿-霍克纤维构成的非线性复合材料的有效能量函数，其矩阵为牛顿-霍克弹性体。
引用
@article{arxiv.2504.12176,
title = {Elastic wave propagation in magneto-active fibre composites},
author = {Harold Berjamin and Stephan Rudykh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12176},
year = {2025}
}