振动弹性板中多个相互作用孔洞的全向弯曲不可见性

在弹性学中，设计一种包覆层或孔洞的隐身装置以使振动场在其存在下不受扰动，从而实现其不可见性，是一个被深入分析但仍未被攻克的力学问题。最初在电磁学与光学中发展的“隐身变换”概念不能直接应用于弹性波，因为弹性波表现出复杂的矢量性质。因此，迄今为止提出的所有弹性隐身例子都涉及复杂的设计与厚涂层蒙皮。这些隐身装置通常仅对单向传播问题在窄频范围内有效，且只考虑一个被隐身物体。本文引入一种基于增强概念的新方法，通过弹性刚化与质量重分布来实现弹性板中多个孔洞的隐身。这一简单技术在极宽的频率范围内实现了孔洞对弯曲波的无形性，从而在诸多方面超越了现有所有隐身技术。所提出的设计原理适用于从微尺度到土木工程机械问题的范围。例如，我们的结果显示了如何设计一面带孔承重建筑墙，其在地震中振动与同一面无孔墙完全相同，这是抗震保护的一项新发现。