拓扑力学超材料中合成非厄米非线性类波行为
软凝聚态物质
2023-05-31 v1 应用物理
摘要
拓扑力学超材料已实现控制应力与变形传播的新途径。以Maxwell晶格为例,它们已通过线性化形式体系被广泛研究。本文中,我们通过几何数值模拟与实验探究二维拓扑Maxwell晶格的大变形准静态响应。我们观察到空间非线性类波现象,如谐波生成、局域畴切换、放大增强的频率转换以及孤波。我们进一步将线性化均匀化系统映射为非厄米、非互易的一维波动方程,揭示了二维拓扑Maxwell晶格的变形场与一维活性系统中非线性动力学现象之间的等价性。我们的研究为拓扑力学超材料开辟了新领域,并拓展了其在自适应与智能材料、机械逻辑等领域的应用潜力,其中非线性动力学概念可用于创建超越常规弹性的复杂定制空间变形与应力场。
引用
@article{arxiv.2207.09273,
title = {Synthetically Non-Hermitian Nonlinear Wave-like Behavior in a Topological Mechanical Metamaterial},
author = {Haning Xiu and Ian Frankel and Harry Liu and Kai Qian and Siddhartha Sarkar and Brianna C. Macnider and Zi Chen and Nicholas Boechler and Xiaoming Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09273},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 7 figures