结构化弹性梁中的机械彩虹俘获与 Bloch 振荡

我们通过实验和数值方法演示了在啁啾机械梁中传播的扭转波的机械彩虹俘获效应和机械 Bloch 振荡。经过大量模拟，我们设计、构建了三种准一维啁啾结构，并通过多普勒光谱学进行了实验表征。当啁啾强度消失时，得到了具有能带和带隙的完美周期系统。机械彩虹俘获效应在啁啾强度较小时出现。沿梁传播的波包逐渐减速并在一定深度处反射回来，该深度取决于其中心频率。在这种情况下，出现了一种新型振荡，这里命名为“校正的彩虹-Bloch 振荡”，因为波包在一侧被结构与均匀杆之间的界面反射，在另一侧被微带隙反射。对于较大的啁啾参数值，彩虹俘获产生了穿透长度，机械 Bloch 振荡在此处出现。基于传输矩阵法的数值模拟与实验数据一致。