学术前沿 | 用于振动控制的基于质量冲击的超材料晶胞中自由质量的单侧接触

本文提出了一种新型的质量冲击超材料单元的自由质量，用于有效的振动控制。提出了一种基于lcp的求解器来求解系统的动力学问题，并检测在每个时间步长中两个质量之间接触点的变化。所提出的求解器首先用已知的物理概念进行验证。在验证成功后，对该单元的动态行为进行了详细的分析，研究了其透射率和有效振动控制的透过率和有效质量。通过对此结果的深入分析，得出以下结论：

•从最终的LCP方程中可以看出，影响系统动态响应的主要参数是内质量半径(𝑟2)、质量比(pn)和恢复系数(𝑒)。

• 通过改变不同参数对外质量的透射率图的研究表明，由于内外质量之间发生的冲击，系统中产生了非线性。结果，能量从外部质量转移到内部质量，这导致外部质量的位移减少，从而降低透射率

•通过动量平衡法计算单位单元的有效质量。通过改变不同的参数，研究了相同参数的变化。通过时间历史图，可以观察到，在大部分时间内，所提出的单元格显示出一个负的有效质量，这有助于有效的振动控制

• 最后，给出了详细的频谱，以确保系统从𝜂= 1.4−2.2和𝜂= 2.4−3.2的多周期行为过渡到𝜂= 2.3的混沌行为。

所提出的超材料单元所显示的行为，根据外质量的透射率和有效质量的单元单元，可以作为超材料链的预期单元进行有效的振动控制。