被动弹性动力学超材料中实现异常点所需的粘弹性条件
应用物理
2022-09-13 v1 材料科学
科普物理
摘要
非厄米物理的最新进展以及弹性动力学中异常点（EP）简并的概念，催生了用于控制弹性波传播、超灵敏传感器与执行器的新型超材料。在宇称-时间对称系统中 EP 的出现依赖于精心设计的增益与损耗平衡机制。创造增益需要复杂电路与放大机制，使工程应用具挑战性。在此，我们报告了在被动非厄米弹性动力学系统中利用源自粘弹性材料的差分损耗实现 EP 的策略。我们比较了不同粘弹性材料模型，表明仅当粘弹性材料的频率相关损耗角正切在运行频率范围内近乎恒定时，EP 才会出现。此类损耗角正切出现在经历宽谱弛豫时间应力松弛的材料中，例如遵循开尔文-伏尔特分数阶导数（KVFD）模型的材料。利用动态力学分析，我们表明几种常见粘弹性弹性体如聚二甲基硅氧烷（PDMS）与聚氨酯橡胶遵循 KVFD 行为，使得损耗角正切在特定频率后几乎恒定。我们所提出的材料模型及广泛可用材料系统在创建 EP 上的潜力演示，为开发对非扰动超灵敏或增强发射率的非厄米超材料铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2209.04960,
title = {Requisites on viscoelasticity for exceptional points in passive elastodynamic metamaterials},
author = {Abhishek Gupta and Ramathasan Thevamaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04960},
year = {2022}
}