کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5018164 1467036 2017 25 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Extreme control of impulse transmission by cylinder-based nonlinear phononic crystals
ترجمه فارسی عنوان
کنترل شدید انتقال نفوذ توسط بلورهای فونونی غیر خطی مبتنی بر سیلندر
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
ما یک دستگاه جدید ارائه می دهیم که می تواند دو رگه های موج انتشار الاستیک را فراهم کند - انتقال تقریبا کامل و محوشدگی شدید تحت تحریک ضربه. مکانیزم این دستگاه بسیار قابل تنظیم بر تکیه بر اختلاط پراکندگی و غیر خطی متکی است. این دستگاه شامل سیلندرهای یکسان در زنجیره ای است که با هر یک از قوانین تماس هرتلی غیر خطی ارتباط برقرار می کنند. برای پیکربندی "دیمر"، به عنوان مثال، دو زاویه تماس متفاوت در زنجیره، ما از لحاظ تحلیلی، عددی و تجربی نشان می دهیم که تحریک ضربه میتواند به عنوان یک موج موضعی پخش شود یا می تواند به عنوان یک موج بسیار پراکنده حرکت کند. به طور قابل توجهی، این افراط ها را می توان در این ترتیب دوره ای به سادگی با کنترل در محل زاویه تماس بین سیلندر به دست آورد. ما بحث را با برجسته کردن ویژگی های کلیدی مکانیسم هایی که تضعیف شدید ضربه های حادثه را تسهیل می کنند، نزدیک می کنیم. این شامل پراکندگی فرکانس پایین به بالا و مانند آبشار مثل یک سیستم تناوبی است. به این ترتیب ما تصور می کنیم که این سازه های بلوری فونونی غیر خطی مبتنی بر سیلندر در کنار مکانیسم های کاهش آسیب پذیری معمول، می تواند برای طراحی ابزارهای بسیار قابل تنظیم و کارآمد تاثیر گذار باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
We present a novel device that can offer two extremes of elastic wave propagation - nearly complete transmission and strong attenuation under impulse excitation. The mechanism of this highly tunable device relies on intermixing effects of dispersion and nonlinearity. The device consists of identical cylinders arranged in a chain, which interact with each other as per nonlinear Hertz contact law. For a 'dimer' configuration, i.e., two different contact angles alternating in the chain, we analytically, numerically, and experimentally show that impulse excitation can either propagate as a localized wave, or it can travel as a highly dispersive wave. Remarkably, these extremes can be achieved in this periodic arrangement simply by in-situ control of contact angles between cylinders. We close the discussion by highlighting the key characteristics of the mechanisms that facilitate strong attenuation of incident impulse. These include low-to-high frequency scattering, and turbulence-like cascading in a periodic system. We thus envision that these adaptive, cylinder-based nonlinear phononic crystals, in conjunction with conventional impact mitigation mechanisms, could be used to design highly tunable and efficient impact manipulation devices.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 107, October 2017, Pages 21-32
نویسندگان
, , , ,