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题名双稳态压电超结构的超传输滞回效应与非互易编码特性
被引量：1
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作者
郑宜生
陈逸涵
瞿叶高
孟光
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机构
厦门大学航空航天学院
西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室
上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2103-2113,共11页
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基金
国家自然科学基金(12002203)
机械系统与振动全国重点实验室开放基金(MSV202405)
复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室开放基金(SV2023-KF-20)资助项目。
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文摘
利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力电耦合非线性动力学数值模型,并采用伽辽金法对数值模型进行降阶处理以提升计算效率.基于上述模型研究了双稳态压电超结构的振动能量非线性传输特性,发现超结构线性局域共振带隙内的超传输特性存在滞回效应,也即向上扫幅激励和向下扫幅激励两种工况下超传输临界值不同.通过改变双稳态电路两个稳定平衡点的间距或者电路在稳定平衡点的共振强度可以移动超传输滞回区间.进一步通过在双稳态压电超结构一侧布置线性共振电路来引入系统非对称性,可使得正方向和反方向的超传输滞回区间发生偏离,利用这种非互易的超传输滞回效应可以在不同激励幅值区间实现不同模式的非互易编码.增强系统非对称性可使得正方向和反方向的超传输滞回区间偏离更加显著,故非互易编码区间具有可调性.文章极大地拓展了超材料的非互易模式,正方向和反方向能量传输性能不再局限于传统超材料固定的“传输”或“非传输”状态,通过合适的非互易编码设计可以实现弹性信息的单向传输功能.
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关键词
压电超结构
双稳态电路
非线性超传输
非互易编码
滞回效应
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Keywords
piezoelectric metastructure
bistable circuit
nonlinear supratransmission
nonreciprocal code
hysteresis effect
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分类号
O327
[理学—一般力学与力学基础]
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