粘弹性声子晶体与拓扑互锁结构波传播问题研究

发布时间：2025-01-01 00:23

　　声子晶体或广义的人工设计的特殊结构在动载荷防护中具有重要的应用前景。本论文主要研究一维粘弹性声子晶体及一种新型拓扑互锁结构中的应力波传播,二者分别通过带隙、粘性耗散和周期性调制以及限制应力波传播范围来实现动载荷防护。本文所研究的声子晶体包括布拉格散射型和局域共振型两种类型。不同于以往文献通常仅使用十分简化的粘弹性本构(如Kelvin-Voigt模型),本文基于更接近实际的、可更好反映材料属性的广义麦克斯韦粘弹性本构,推导一维粘弹性声子晶体的色散与耗散关系。结果表明,对于时间谐波传播问题(复数波数、实数频率),色散关系中不存在带隙,波的衰减依赖于粘性耗散和周期性调制;相反,对于自由波传播问题(复数频率、实数波数),色散关系中存在带隙,但在带隙之外,波的衰减仍依赖于粘性耗散和周期性调制。拓扑互锁结构因其增强的断裂韧性而获得广泛研究,本文主要关注未发生破坏情形下结构的动态行为,尤其是对应力波传播路径和范围的调控作用。初步开展了弹丸低速撞击的有限元模拟研究,结果表明,所研究的拓扑互锁结构在正面撞击下可以有效地控制应力波的传播路径,在侧面撞击下可以有效地限制应力波的传播范围。而且,这种应力波管理能...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?应力波在局域共?

需求，超材料??（Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ）逐渐成为人们关注的焦点。所谓超材料，泛指某些具有超常物理性质??的人工复合结构或复合材料ｍ，其物理性质并不主要取决于组成它的基础材料，而是由??其中精心设计的特殊结构决定。??超材料对振动和波的防护，主要有两种实现方式：??一是利用声....

图１．３?应力在砖块结构（左）和强正交异性均匀材料（右）中的分布情况??

?粘弹性声子晶体与拓扑互锁结构波传播问题研究???Ｓ參??图１．２?二维（左）和三维（右）视角下电磁防护材料对电磁波路径的控制作用??然而，上述各种超材料的防护功能都只在特定的频率范围内有效，因此，拓宽该频??率范围成为超材料研究的努力方向。在查阅文献时，作者注意到，Ｄａｖｉｄｅ....

图１．２?二维（左）和三维（右）视角下电磁防护材料对电磁波路径的控制作用??

?粘弹性声子晶体与拓扑互锁结构波传播问题研究???Ｓ參??图１．２?二维（左）和三维（右）视角下电磁防护材料对电磁波路径的控制作用??然而，上述各种超材料的防护功能都只在特定的频率范围内有效，因此，拓宽该频??率范围成为超材料研究的努力方向。在查阅文献时，作者注意到，Ｄａｖｉｄｅ....

图１．４?一维双原子链示意图??

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本文编号：4021764