邻域可编程能量景观力学变换材料中的过渡波
应用物理
2026-03-11 v1
摘要
力学变换波表现为由耦合的固有双稳态单元数组组成的晶格中不同稳定态之间 propagating 接口。我们在实验和数值仿真中表明，由弹性单元构成的数组虽然每个单元本身是单稳态的，但通过与相邻单元的相互作用，其能量景观可被编程，从而提供了一个富有成果且鲜有探索的平台，用于过渡波传播。我们通过设计由von Mises truss 支撑两个垂直弹性梁构成的单元来实现这一概念。在此类单元的一维数组中，我们展示了每个单元的能量景观可根据其邻居的状态从单稳态变为双稳态。这种邻域可编程能量景观使得受控启动和传播过渡波成为可能，产生高度离散、无方向偏置的类 Domino 式波传播。实验和数值仿真表明，波的存在及其速度由几何设计和质量分布决定。我们的结果表明，邻域效应是一种独立于依赖于固有多稳态构件的变换波传播机制，拓展了力学变换材料的设计空间。
引用
@article{arxiv.2603.09848,
title = {Transition Waves in Mechanical Metamaterials with Neighbor-Programmable Energy Landscapes},
author = {Eleonore Duval and Giada Risso and Alex Zhang and Vincent Tournat and Katia Bertoldi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.09848},
year = {2026}
}