弹性超材料中用于选择性波滤波的时变刚度调制：理论与实验研究
应用物理
2019-04-03 v1 经典物理
摘要
我们报道了由一维弹性波导刚度的时变调制所产生的宽带到窄带弹性波滤波现象。时间调制在频率为调制频率半整数的整数倍处产生平坦色散带。这些平坦带导致宽带入射波在未被调制介质与具有时变刚度特性的介质之间的界面处发生选择性反射。这源于平坦带频率处群速度消失，阻止其向调制域传播。因此，所考虑的调制波导被理解为一个单端口系统，其中宽带入射波（输入）在由调制定义的频率处产生窄带反射波（输出）。时变调制波导中平坦带的出现在此通过解析方法和数值模拟加以说明。非调制/调制界面的滤波特性通过实施方波调制方案在实验中观察到，该方案采用一组粘贴在作横向运动的弹性波导上的压电片。这些压电片通过负电容分流，连接时对所得机电阻抗波导实现刚度降低。电容的开关有效地调制了波导的刚度，并说明了与等效弹性特性时变调制相关的滤波特性。我们设想类似方法可扩展用于研究时变弹性超材料的其他特性，如非互易性和弹性波单向滤波。
引用
@article{arxiv.1804.09209,
title = {Time-periodic stiffness modulation in elastic metamaterials for selective wave filtering: theory and experimental investigations},
author = {Giuseppe Trainiti and Yiwei Xia and Jacopo Marconi and Alper Erturk and Massimo Ruzzene},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09209},
year = {2019}
}