专栏名称: COMSOL 多物理场仿真技术
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学术前沿 | 具有声学黑洞和局域共振的超材料双梁的振动衰减

COMSOL 多物理场仿真技术  · 公众号  ·  · 2024-12-24 21:10

正文

在本研究中,提出了一种同时具有声学黑洞(ABH)和局域共振(LR)的超材料双梁(MDB)结构,用于在低频范围内实现宽带振动减弱效果。MDB由周期性排列的双梁单元组成,每个单元由两个上部楔形声学黑洞梁、两个下部楔形声学黑洞梁以及连接上下梁的弹簧-质量-弹簧共鸣器构成。首先推导并计算了双梁的动态刚度矩阵,随后计算了初始激励下的频率响应。分析结果揭示了频率响应中明显的局部共鸣带隙和布拉格散射带隙。进行了有限元方法仿真,显示频率响应曲线与色散曲线之间有良好的吻合。此外,研究了局部共鸣带隙与布拉格带隙之间的耦合关系。实质上,在超低频范围内实现了显著的振动减弱效果。为了研究梁高、梁长和弹簧刚度对带隙的影响,进行了参数分析。此外,还考察了多跨梁的模型,揭示了从0 Hz起的超低频带隙。本研究为低频范围内宽带振动减弱效果的双梁结构提供了指导。







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