手风琴式零泊松比超材料

亚波长尺度低频宽带禁带

通过各向异性-各向同性混合设计,在保持结构刚度的同时实现低频宽带布拉格散射禁带,突破传统超材料晶格尺寸限制。

Jia, Qi · Donghai, Han · 王超 · 温激鸿 · 郁殿龙

International Journal of Mechanical Sciences 2025

参数信息

模量对比
25
P波禁带起始频率
11 Hz
S波禁带起始频率
5 Hz
波衰减率
75 %

技术优势

低频禁带不再受尺寸限制

正交解耦产生25倍模量对比,使波长在晶格内被压缩,禁带起始频率降至11 Hz(P波)和5 Hz(S波),远超传统布拉格机制。

刚度与减振兼得

各向异性域负责波长转换,各向同性域保持结构刚度,避免传统软材料减振带来的承载能力下降。

三周期即可衰减75%以上

仅三个周期的结构即可实现超过75%的波衰减,紧凑的设计适合集成到实际隔振装置中。

应用场景