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Modeling and analysis of gradient metamaterials for broad fusion bandgaps

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2024年第7期45卷 1155-1170页

作者： Changqi CAI Chenjie ZHU Fengyi ZHANG Jiaojiao SUN Kai WANG Bo YAN Jiaxi ZHOU School of Mechanical Engineering Zhejiang Sci-Tech UniversityHangzhou310018China School of Material and Environmental Engineering Hangzhou Dianzi UniversityHangzhou310018China College of Mechanical and Vehicle Engineering Hunan UniversityChangsha410082China

A gradient metamaterial with varying-stiffness local resonators is proposed to open the multiple bandgaps and further form a broad fusion ***,three local resonators with linearly increasing stiffness are periodically attached to the spring-mass chain to construct the gradient *** dispersion relation is then derived based on Bloch's theorem to reveal the fusion bandgap *** dynamic characteristic of the finite spring-mass chain is investigated to validate the fusion of multiple ***,the effects of the design parameters on multiple bandgaps are *** results show that the metamaterial with a non-uniform stiffness gradient pattern is capable of opening a broad fusion bandgap and effectively attenuating the longitudinal waves within a broad frequency region.

关键词： local resonance mechanism elastic metamaterial stiffness gradient bandgap fusion broadband wave attenuation

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