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带有星形横观各向同性磁电弹性夹杂物的周期性复合板结构中弹性弯曲波传播的带隙。 (英语) Zbl 1479.74063号

摘要:利用微结构相关的Mindlin板模型,建立了一个新的模型,用于预测含有相互连接、星形、横观各向同性磁电弹性(MEE)夹杂物的周期性复合板结构中的弹性弯曲波带隙。利用Floquet-Bloch定理和周期性介质的平面波展开法求解非经典波动方程,并确定包含微观结构效应的带隙。如果微观结构效应被抑制,则当前的非经典模型将恢复其基于经典弹性的对应模型作为特例。对新开发的模型进行了参数化研究。研究的数值结果表明,当板很薄时,微观结构对带隙的影响很大。此外,单位晶胞边缘长度、夹杂物几何形状和MEE耦合对带隙尺寸有显著影响,通过调整控制参数可以产生较大的带隙。

MSC公司:

74J05型 固体力学中的线性波
74K20型 盘子
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
74E30型 复合材料和混合物特性
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 艾,L。;Gao,X-L,具有可剪裁有效弹性特性(包括负泊松比)的三维可打印互穿相复合材料的微观力学建模,J.Micromech。摩尔物理学。,2, 1750015 (2017)
[2] 艾,L。;Gao,X-L,使用无网格径向点插值法评估三维可打印互穿相复合材料的有效弹性性能,Mech。高级主管。结构。,25, 1241-1251 (2018)
[3] Altenbach,H。;佐治亚州莫金;Erofeev,V.,《广义连续统力学》(2011),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1276.74004号
[4] 曹毅。;Hou,Z。;刘毅,声子晶体平面波展开法的收敛问题,物理学。莱特。A、 327247-253(2004)·Zbl 1138.82362号
[5] 卡萨迪,F。;Ruzzene,M。;多齐奥,L。;Cunefare,KA,通过谐振分流器的周期性阵列进行宽带振动控制:平板实验研究,Smart Mater。结构。,19, 015002 (2010)
[6] 陈,J。;郭杰。;Pan,E.,波在具有非局部效应的磁电弹性多层板中的传播,J.Sound Vib。,400, 550-563 (2017)
[7] 陈,Y。;钱,F。;左,L。;斯卡帕,F。;Wang,L.,具有正弦形韧带的晶格超材料中的宽带和多频带减振,极限机械。莱特。,17, 24-32 (2017)
[8] 陈,Y。;Wang,L.,具有重叠局部共振和布拉格带隙的周期性共连续声学超材料,应用。物理。莱特。,105, 191907 (2014)
[9] 崔,H。;亨斯利,R。;陈,H。;Zheng,X.,三维微晶高温陶瓷超材料的添加剂制造和尺寸依赖的机械性能,J.Mater。决议,33,360-371(2018)
[10] Eringen,AC,《关于非局部弹性微分方程以及螺位错和表面波的解》,J.Appl。物理。,54, 4703-4710 (1983)
[11] 埃斯波,M。;MH Abolbashari;Hosseini,SM,考虑小尺度和表面效应的压电纳米材料作为周期性纳米梁中波传播的带结构分析,机械学报。,231, 2877-2893 (2020) ·Zbl 1440.74181号
[12] AT法布罗;孟,H。;Chronopoulos,D.,增材制造中多频亚结构衰减性能的不确定性,机械。系统。信号处理。,138, 106557 (2020)
[13] 高,RZ;张国荣;Ioppolo,T。;Gao,X-L,周期性组合梁结构中的弹性波传播:一种新的带隙模型,包含表面能、横向剪切和转动惯性效应,J.Micromech。分子物理学。,3, 1840005 (2018)
[14] 郭,X。;魏,P。;兰,M。;Li,L.,具有功能梯度夹层的一维压电/压磁声子晶体中弹性波的色散关系,超声波,70158-171(2016)
[15] Ghazaryan,KB;Piliposyan,DG;Piliposian,GT;马萨诸塞州Sumbatyan,《压电活性周期结构中的电磁弹性耦合波》,微结构超材料的波动力学、力学和物理,229-240(2019),瑞士查姆:瑞士查姆斯普林格
[16] 马萨诸塞州古尔丁;Murdoch,AI,弹性材料表面的连续理论,Arch。定额。机械。分析。,57, 291-323 (1975) ·Zbl 0326.73001号
[17] Hsu,J-C;Wu,T-T,二维声子晶体板带结构计算的有效公式,Phys。B版,74144303(2006)
[18] 基特尔,C.,《固体物理学导论》(2004),纽约:威利,纽约·Zbl 0052.45506号
[19] 兰,M。;魏,P.,具有梯度夹层的压电/压磁声子晶体的带隙,机械学报。,225, 1779-1794 (2014) ·Zbl 1318.74009号
[20] Li,JY,磁电弹性多包裹体和不均匀性问题及其在复合材料中的应用,Int.J.Eng.Sci。,38, 1993-2011 (2000)
[21] Li,L.,傅里叶级数在不连续周期结构分析中的应用,J.Opt。《美国社会学杂志》,第13期,1870-1876页(1996年)
[22] 林,S-CS;Huang,TJ,具有各向异性夹杂物的可调谐声子晶体,Phys。版本B,83,174303(2011)
[23] 马,HM;高,X-L;Reddy,JN,基于修正偶应力理论的非经典Mindlin板模型,Acta Mech。,220, 217-235 (2011) ·Zbl 1237.74133号
[24] Mindlin,RD,《晶体板的厚度-剪切和弯曲振动》,J.Appl。物理。,22, 316-323 (1951) ·Zbl 0042.18603号
[25] Mindlin,RD,压电晶体板的高频振动,国际固体结构杂志。,8, 895-906 (1972) ·Zbl 0243.73059号
[26] 米兰达,EJP;Aranas,C。;罗德里格斯,S。;席尔瓦,H。;Reis,G。;Paiva,A。;Dos Santos,J.,具有langasite包裹体的三角压电声子结构的色散图,《晶体》,第11期,第491页(2021年)
[27] 米兰达,EJP;Dos Santos,JMC,电磁弹性声子晶体中的倏逝布洛赫波和复杂带结构,Mech。系统。Signal出版社,112,280-304(2018)
[28] 米兰达,EJP;罗德里格斯,旧金山;Aranas,C。;Silva,HVC;西尔瓦,ES;Reis,GS;派瓦,AEP;Dos Santos,JMC,使用改进的平面波展开法模拟具有Kagomé晶格的磁电弹性声子结构中的布洛赫波传播,《晶体》,10,586(2020)
[29] SK公园;Gao,X-L,修正偶应力理论的变分公式及其在简单剪切问题中的应用,Z.Angew。数学。物理。,59, 904-917 (2008) ·兹比尔1157.74014
[30] 钱,D.,具有表面效应的压电声子晶体纳米梁的带隙特性,J.Appl。物理。,124, 055101 (2018)
[31] 钱,Z-H;Jin,F。;李,F-M;Kishimoto,K.,具有{1-3}连接性族的二维压电声子晶体中的完全带隙,Int.J.Solids Struct。,45, 4748-4755 (2008) ·Zbl 1169.74445号
[32] Qu,YL;李,P。;张国荣;Jin,F。;Gao,X-L,基于扩展修正偶应力理论的微结构相关各向异性磁电弹性Mindlin板模型,Acta Mech。,231, 4323-4350 (2020) ·Zbl 1451.74153号
[33] 罗比拉德,JF;马塔尔,OB;JO Vasseur;宾夕法尼亚州Deymier;Stipinger,M。;Hladky-Hennion,AC公司;佩内克,Y。;Djafari-Rouhani,B.,可调谐磁弹性声子晶体,应用。物理。莱特。,95 (2009)
[34] Sigalas,MM,《二维复合材料中的弹性波带隙和缺陷状态》,J.Acoust。《美国社会》,1011256-1261(1997)
[35] Sih,GC;Song,ZF,与BaTiO_3-CoFe_2O_4复合材料中裂纹增长相关的磁极化和电极化效应,Theor。申请。分形。机械。,39, 209-227 (2003)
[36] 宋,X。;He,L。;杨伟(Yang,W.)。;王,Z。;陈,Z。;郭杰。;Wang,H。;Chen,L.,具有三周期相界面的双组分压电复合材料的附加制造,用于组合柔性和压电性,ASME J.制造科学。工程,141111004(2019)
[37] Susa,N.,各种晶格结构和棒状结构的大绝对和偏振相关光子带隙,J.Appl。物理。,91, 3501-3510 (2002)
[38] Wang,W。;李,P。;Jin,F.,具有表面效应的磁能纳米收获机的磁-机械耦合特性分析,应用。数学。型号。,77, 1762-1779 (2020) ·Zbl 1481.78003号
[39] Wang,Y。;李,F。;黄,W。;蒋,X。;Wang,Y。;Kishimoto,K.,二维压电/压磁声子晶体中的波带隙,国际固体结构杂志。,45, 4203-4210 (2008) ·Zbl 1169.74447号
[40] Wang,Y。;Xu,R。;Ding,H.,功能梯度磁电弹性圆板的轴对称弯曲,欧洲。J.机械。A/固体,30999-1011(2011)·兹比尔1278.74104
[41] Wilm,M。;Ballandras,S。;Laude,V。;Pastureaud,T.,《1-3压电复合结构的全三维平面波扩展模型》,J.Acoust。《美国律师协会》,112943-952(2002)
[42] Wilm,M。;Khelif,A。;Ballandras,S。;Laude,V。;Djafarrouhani,B.,《二维声子带隙材料中弹性波的平面外传播》,Phys。E版,67,065602(2003)
[43] 杨,F。;ACM Chong;Lam,DCC;Tong,P.,基于应力的弹性应变梯度耦合理论,国际固体结构杂志。,39, 2731-2743 (2002) ·Zbl 1037.74006号
[44] 袁,L。;蔡,Z。;赵,P。;杜,J。;马,T。;Wang,J.,带分流水泥基压电片的周期性钢-混凝土组合梁中弯曲波的主动调谐,机械。高级主管。结构。(2020) ·doi:10.1080/15376494.2020.1753864
[45] 张国荣;Gao,X-L,三维周期复合材料中的弹性波传播:包含微观结构效应的带隙,合成。结构。,204, 920-932 (2018)
[46] 张国荣;Gao,X-L,基于包含微观结构和表面能效应的非经典Mindlin板模型的周期复合板结构中弯曲弹性波传播的带隙,Contin。机械。热电偶。,31, 1911-1930 (2019)
[47] 张国荣;Gao,X-L,周期性复合板结构中的弹性波传播:包含微观结构、表面能和基础效应的带隙,J.Mech。马特。结构。,14, 219-236 (2019)
[48] 张国荣;Gao,X-L,二维周期性三相复合材料中波传播的带隙,带涂层星形夹杂物和正交异性基体,Compos。B工程,182107319(2020)
[49] 张国荣;高,X-L;主教,JE;Fang,HE,结合微观结构和表面能效应的周期性复合梁结构中弹性波传播的带隙,Compos。结构。,189, 263-272 (2018)
[50] 张国荣;高,X-L;Ding,SR,结合微观结构效应的二维周期性复合材料结构中波传播的带隙,机械学报。,229, 4199-4214 (2018) ·Zbl 1430.74123号
[51] 张国荣;高,X-L;Guo,ZY,嵌入粘弹性介质中的正交各向异性基尔霍夫板的非经典模型,机械学报。,228, 3811-3825 (2017) ·Zbl 1380.74078号
[52] 张国荣;Qu,YL;高,X-L;Jin,F.,包含微观结构和基础效应的横向各向同性磁电弹性Timoshenko梁模型,Mech。材料。,149, 103412 (2020)
[53] 张杰。;Kang,Y。;高,Y。;Weng,GJ,NdFeB驱动A线型特芬诺尔-D/PZT-5A结构中磁电效应的实验研究,材料,12,7,1055(2019)
[54] 张,S。;Gao,Y.,磁弹性声子晶体纳米梁中弯曲波传播带结构的表面效应,J.Phys。D申请。物理。,50, 445303 (2017)
[55] 郑,H。;Wang,J。;东南部洛弗兰德;马,Z。;Mohaddes-Ardabili,L。;Zhao,T。;萨拉曼卡·里巴。;Shinde,SR;奥加尔,SB;Bai,F。;维兰德,D。;贾毅。;Schlom,DG;Wuttig,M。;Roytburd,A。;Ramesh,R.,《多铁BaTiO_3-CoFe_2O_4纳米结构》,《科学》,303,661-663(2004)
[56] 周,W。;Chen,W。;陈,Z。;Lim,CW,带分流压电贴片的梁型声学超材料中主动可控弯曲波带隙,欧洲。J.机械。A/固体,77,103807(2019)·Zbl 1473.74100号
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