边界载荷对层级椭圆穿孔板超材料带隙的影响

作者:张祖坚; 郭辉*; 王晓玮; 袁涛; 孙裴
来源:人工晶体学报, 2023, 52(02): 261-270.
DOI:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2023.02.013

摘要

为探索边界载荷对超材料带隙特性的影响,本文构建了一种层级椭圆穿孔板超材料,将载荷直接作用于结构的边界,采用有限元法研究了边界载荷导致结构变形所引起的带隙变化。建立了3个层级椭圆穿孔板有限元模型,将三维椭圆穿孔板简化为二维平面结构,以便于研究结构的面内带隙特性。分析了有无边界载荷作用时层级椭圆穿孔板的带隙特性、传输损耗和带隙边界对应的振型。结果表明,引入层级设计可降低带隙频率,施加边界载荷可打开更多完全带隙和方向带隙,从而更好地抑制弹性波传播,为穿孔板类超材料设计提供了一种新思路。

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