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Acta Mechanica Sinica 2024年第3期40卷 202-213页

作者：高玉强王立峰 State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

压电超材料在带隙调控方面已经得到了广泛的应用,然而,在工程应用中,宽带振动抑制是仍存在着挑战.在本文中,设计了一中包含多个压电单元的压电超胞结构,并提出一种压电超材料梁的优化方法用于拓宽超材料振动抑制的频率范围.采用遗传算... 详细信息

压电超材料在带隙调控方面已经得到了广泛的应用,然而,在工程应用中,宽带振动抑制是仍存在着挑战.在本文中,设计了一中包含多个压电单元的压电超胞结构,并提出一种压电超材料梁的优化方法用于拓宽超材料振动抑制的频率范围.采用遗传算法对压电单元中的LR分流电路进行优化.通过优化将多个局部共振带隙耦合到布拉格带隙中.同时可定制超材料的衰减常数,并优化得到最大带宽.为验证优化方法的正确性以及宽频振动抑制能力,利用合成电路模拟LR电路中的可调电感,通过调节电感,实验实现了可调节的振动抑振能力.实验结果还表明,优化后的超材料可拓宽振动抑制频率范围.实验验证了超材料宽频可调节的振动抑振能力.本文为宽带振动抑制提供了一种新的方法和途径.

关键词： Optimization Broadband vibration suppression piezoelectric metamaterial Tunable bandgap

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Reconfigurable metamaterial for asymmetric and symmetric elastic wave absorption based on exceptional point in resonant bandgap

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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2023年第1期44卷 1-20页

作者： Jianlin YI Zheng WU Rongyu XIA Zheng LI State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems College of EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China

Elastic wave absorption at subwavelength scale is of significance in many engineering ***-Hermitian metamaterials show the ability in high-efficiency wave ***,the single functionality of metamaterials is an important limitation on their practical applications for lack of tunability and ***,we propose a tunable and reconfigurable non-Hermitian piezoelectric metamaterial bar,in which piezoelectric bars connect with resonant circuits,to achieve asymmetric unidirectional perfect absorption(UPA)and symmetric bidirectional perfect absorption(PA)at low *** two functions can be arbitrarily switched by rearranging shunted *** on the reverberation-ray matrix(RRM)method,an approach is provided to achieve UPA by setting an exceptional point(EP)in the coupled resonant *** using the transfer matrix method(TMM)and the finite element method(FEM),it is observed that a non-Hermitian pseudo-band forms between two resonant bandgaps,and the EP appears at the bottom of the *** addition,the genetic algorithm is used to accurately and efficiently design the shunted circuits for desired low-frequency UPA and *** present work may provide new strategies for vibration suppression and guided waves manipulation in wide potential applications.

关键词： non-Hermitian metamaterial exceptional point(EP) unidirectional perfect absorption(UPA) piezoelectric metamaterial reverberation-ray matrix(RRM)method genetic algorithm

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