کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4922334 1430181 2017 43 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Tuning elastic wave propagation in multistable architected materials
ترجمه فارسی عنوان
تنظیم انتشار موج کششی در مصالح ساختمانی چند طبقه
ترجمه چکیده
در این مقاله، انتشار امواج الاستیک دامنه های کوچک را در مواد معماری مجددا تنظیم می کنیم که توسط یک زنجیره ی یک بعدی از سلول های واحد دوتایی تشکیل شده است. با توجه به بی ثبات بودن سلول های واحد، این مواد معماری دارای تنظیمات پایدار متعدد هستند. با استفاده از مدل های عناصر محدود، روابط پراکندگی و شکاف باند برای انتشار امواج الاستیک را در پیکره های پایدار نامشخص و کاملا تغییر شکل یافته تعیین می کنیم. نتایج عددی نشان می دهد که هر یک از این دو پیکربندی دارای روابط پراکندگی منحصر به فرد است؛ به طور خاص، فاصله های باند فرکانس پایین در پیکربندی تغییر شکل ظاهر می شود زمانی که مقادیر پارامترهای طراحی انتخاب می شوند تا سلول واحد را نزدیک به حد بین رفتارهای قابل انطباق و دوام بیاورند. برای به دست آوردن یک توالی قطعی از پیکربندی های مختلف تغییر شکل پایدار هنگامی که یک محرک خارجی اعمال می شود، سیستم های چندتایی که از سلول های واحد با مدول یانگ مختلف تشکیل شده اند در نظر گرفته شده است. یک مدل سفارش کاهش یافته براساس یک شبکه یک بعدی برای تفسیر و توضیح ظهور شکاف باند فرکانس پایین در تنظیمات پایدار متوسط ​​که در آن برخی از سلول های واحد نامنظم هستند در حالی که دیگران تغییر شکل یافته است. شبیه سازی برای سیستم های اندازه محدود نشان می دهد که استفاده از تغییر شکل فشاری می تواند برای روشن و خاموش پخش امواج الاستیک در محدوده فرکانسی که به شکاف باند متصل است استفاده شود، به طوری که این مواد ممکن است برنامه های کاربردی را به عنوان سوئیچ های صوتی پیدا کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی
In this paper, we analyze the propagation of elastic waves of small amplitudes in reconfigurable architected materials formed by a one-dimensional chain of bistable unit cells. Due to the bistability of the unit cells, these architected materials have multiple stable configurations. Using finite element models, we determine the dispersion relations and band gaps for the propagation of elastic waves in the undeformed and fully deformed stable configurations. Numerical results demonstrate that each of these two configurations has unique dispersion relations; in particular, low frequency band gaps emerge in the deformed configuration when the values of the design parameters are chosen to make the unit cell close to the limit between monostable and bistable behaviors. In order to obtain a deterministic sequence of multiple stable deformed configurations when an external stimulus is applied, multimaterial systems that consist of unit cells with different Young's modulus are considered. A reduced order model based on a one-dimensional lattice is developed to interpret and explain the emergence of low frequency band gaps in intermediate stable configurations in which some unit cells are undeformed while others are deformed. Simulations for systems of finite size demonstrate that applying a compressive deformation can be used to switch on and off the propagation of elastic waves in the frequency ranges that correspond to the band gaps, such that these materials might find applications as acoustic switches.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Solids and Structures - Volumes 122–123, September 2017, Pages 69-80
نویسندگان
, ,