用于振动衰减的具有相反手性的应力优化惯性放大超结构
应用物理
2021-11-17 v1
摘要
在本工作中，我们研究了一维具有相反手性的惯性放大晶格的动力学与衰减特性。该结构的单元胞由通过拱形韧带连接至环的中空方形板构成。连杆的特殊几何形状与取向使得晶格的轴向与扭转运动相耦合，从而放大系统的惯性。我们建立了构建块的简化解析与数值模型，以推导无限晶格的复色散关系。该结构支持频率可定制的衰减带，其下边界由第二阶耦合轴向-扭转模态控制。在 3D 打印样品上测得的透射谱与解析及数值预测吻合良好，证实了该晶格的宽带滤波特性。我们通过建立并求解约束优化模型完成研究，以获得使带隙起始频率最小化同时满足结构要求的单元胞优化几何参数。特别地，所采用设计使结构自重引起的内部应力保持较低，旨在防止塑性变形与破坏。本工作提出并研究的惯性放大机制，为振动减缓与冲击防护的材料与结构设计提供了一种高效变体。
引用
@article{arxiv.2111.08594,
title = {Stress-optimized inertial amplified metastructure with opposite chirality for vibration attenuation},
author = {Rachele Zaccherini and Andrea Colombi and Antonio Palermo and Henrik R. Thomsen and Eleni N. Chatzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.08594},
year = {2021}
}
备注
submitted to JSV