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使用Mindlin-Medick近似对MEE微束中的波传播进行二阶分析。 (英语) Zbl 1500.74036号

小结:本文建立了一个电磁弹性(MEE)微束中波传播的二阶模型,考虑了拉伸、弯曲、基本剪切、厚度-拉伸和对称剪切变形,并使用Mindlin-Medick近似和修正偶应力理论的扩展版本进行了预测。基于哈密尔顿原理,同时导出了一维耦合运动方程和完整的边界条件。基于新发展的波动方程,研究了横观各向同性MEE微束中的色散关系和相应的波模式。数值结果表明,在相同波数下,MEE微束模型的波频始终大于经典模型。当微束厚度变小时,耦合应力对弥散关系的影响显著。数值结果还表明,截止频率的大小与材料尺寸成反比。首次对耦合应力效应对高频波截止频率的影响给出了数学解释。一个有趣的结果表明,对称剪切波的截止频率大于经典情况,另外两个高频分支的截止频率与经典分支的相同。特别是,当梁高达到一定值时,厚度-张力和对称剪切的截止频率之间的相对幅值将发生变化。最后,对波模式的研究显示了优化MEE微束中变形形状、电势和磁势分布的可能性。这些结果有利于优化MEE微束的尺寸相关特性,并有利于在微尺度上设计声波器件。

MSC公司:

74J99型 固体力学中的波
74K10型 杆(梁、柱、轴、拱、环等)
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
74M25型 固体微观力学
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