分级折纸超材料

带隙拓宽五倍

通过多谐振与尺寸梯度设计，将多个带隙合并为一个超宽带隙，实现宽带波衰减与冲击缓解。

李春雷 · Yu, Sun · 韩强 · Jiang, Tengjiao

Thin-Walled Structures 2024

具体参数

带隙宽度

{'zh': '8.9', 'en': '8.9'} kHz

低力响应频域

{'zh': '2.9–10', 'en': '2.9–10'} kHz

技术优势

带隙拓宽五倍

通过引入尺寸梯度显著削弱谐振峰，使多个局域共振带隙合并为超宽带隙，带宽达8.9 kHz。

宽带低力响应

在2.9~10 kHz超宽频域内，结构反力幅值被显著削弱，并出现持续低峰值。

可3D打印制造

局域共振折纸超材料可直接通过3D打印技术制备，实验结果与数值模拟吻合良好。

不对称延迟波传播

单胞的不对称和分级设计增强了能量耗散和衰减能力，能有效延长波在结构中的传输时间。

应用场景

• 冲击防护结构：替代传统吸能结构，在不增加质量前提下拓宽冲击波衰减频带。
• 3D打印超材料：直接3D打印复杂折纸构型，无需模具或后组装。
• 振动噪声控制：在宽频带内抑制结构振动和力传递，替代传统阻尼层。
• 机械波调控：通过多谐振与梯度设计合并带隙，实现宽带波操控。