学术前沿 | 轻质球形上部结构低频超宽带隙调节机制

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      传统的谐振结构可以有效地获得宽带，但设计小尺寸、轻量化的低频超宽带声学超材料仍然是一个挑战。本文提出了一种设计刚度比可调的轻质球形局部共振上部结构的新方法，并揭示了低频超宽禁带的调节机制。然后研究其动态等效质量零值与系统刚度比之间的相关性。研究发现，仅通过调整球体刚度比，不仅有效拓宽了负质量的上限，而且成功降低了负质量的下限。最重要的是，基于可调节刚度比的调节机制，带隙的下限从171 Hz降低到141 Hz，上限从445 Hz增加到710 Hz。因此，仅通过调整系统刚度比和有限元方法即可获得141~710 Hz的低频超宽带，与理论分析高度一致。显然，通过调节刚度比获得低频宽带的机制不仅为调节低频超宽带提供了新的思路，也为开发小型轻量化声学器件提供了理论指导。其在减振降噪领域具有潜在的应用前景。     ………………………………