学术前沿 | 一种旨在改进局部谐振基超材料性能的新型谐振器概念

本文提出了一种用于拓宽局部共振超材料（LRM）止带的谐振器设计策略。开发了一种新型谐振器设计，该设计能够实现高模态有效质量模式，从而减缓宿主结构中的平面外弯曲，并在应用于航空航天领域的局部共振超材料解决方案中得到验证。 首先，通过拉格朗日方程进行分析研究，评估了双杠杆设计作为一种高效的谐振器设计，它具有更有效的运动，从而导致更高的模态有效质量，进而拓宽止带。其次，提出了一种可实现的双杠杆谐振器设计，并提出了一个优化过程作为进一步步骤，以最大化谐振器的模态有效质量。实验表明，该设计能够有效地获得更高的模态有效质量并拓宽止带。 双杠杆谐振器设计的潜力首先通过在铝制平板上进行插入损耗测量进行实验评估，结果显示在所需频率范围内获得了大约15 dB的声学增益。此外，通过在空客公司的声学传输实验室对实际天花板衬板进行声传输损失测量，评估了双杠杆谐振器设计。结果表明，设计的共振超材料解决方案能够在感兴趣的频率范围内提高结构的声学隔离性能，改善幅度为9 dB。此外，对于平板和天花板衬板，所提出的解决方案超越了等效质量的情况。