拱形蜂窝超材料

带隙增宽155%

引入开口环谐振器，在3 kHz以下产生宽带隙，且兼具更好的能量吸收和更低的初始峰值应力。

Sihao, Han · Ma, Nanfang · Haokai, Zheng · 韩强 · 李春雷

Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2024

具体参数

带隙宽度提升

{'zh': '155.59', 'en': '155.59'} %

有效带隙频率上限

{'zh': '3', 'en': '3'} kHz

技术优势

带隙宽度提升155%

通过机器学习优化几何参数，将低频带隙展宽至原来的2.56倍，显著扩大有效抑振频段。

3 kHz以下强衰减

开口环谐振器在亚波长尺度诱发表面局域共振，构建出完整带隙，实验结果在频率响应谱中呈现明显衰减峰。

冲击峰值削弱并延迟

时域落锤实验中，超材料使透射加速度峰值显著降低且出现时间延后，从而提供更高的防护裕度。

应用场景

• 冲击防护结构：利用带隙耗散和峰值延迟实现无损伤抗冲击。
• 机械减振：在3 kHz以下提供宽带带隙，全面抑制低频振动。
• 航空航天轻质吸能：轻质蜂窝兼具高吸能与宽频抑振，适合飞行器多功能需求。
• 高速冲击缓解：时域冲击测试证实峰值减弱与延迟，可缓解高速碰撞危害。