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ultra-wide band gap and wave attenuation mechanism of a novel star-shaped chiral metamaterial

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2024年第7期45卷 1261-1278页

作者： Shuo WANG Anshuai WANG Yansen WU Xiaofeng LI Yongtao SUN Zhaozhan ZHANG Qian DING G.D.AYALEW Yunxiang MA Qingyu LIN Department of Mechanics Tianjin UniversityTianjin300350China Tianjin Key Laboratory of Nonlinear Dynamics and Control Tianjin UniversityTianjin300350China State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology Yanshan UniversityQinhuangdao066004Hebei ProvinceChina

A novel hollow star-shaped chiral metamaterial(SCM)is proposed by incorporating chiral structural properties into the standard hollow star-shaped metamaterial,exhibiting a wide band gap over 1500 *** broaden the band gap,solid single-phase and two-phase SCMs are designed and simulated,which produce two ultra-wide band gaps(approximately 5116 Hz and 6027 Hz,respectively).The main reason for the formation of the ultra-wide band gap is that the rotational vibration of the concave star of two novel SCMs drains the energy of an elastic *** impacts of the concave angle of a single-phase SCM and the resonator radius of a two-phase SCM on the band gaps are *** the concave angle leads to an increase in the width of the widest band gap,and the width of the widest band gap increases as the resonator radius of the two-phase SCM ***,the study on elastic wave propagation characteristics involves analyzing frequency dispersion surfaces,wave propagation directions,group velocities,and phase ***,the analysis focuses on the transmission properties of finite periodic *** solid single-phase SCM achieves a maximum vibration attenuation over 800,while the width of the band gap is smaller than that of the two-phase *** metamaterials exhibit high vibration attenuation capabilities,which can be used in wideband vibration reduction to satisfy the requirement of ultra-wide frequencies.

关键词： metamaterial ultra-wide band gap wave propagation vibration suppression

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