Ultra-broadband gaps of a triple-gradient phononic acoustic black hole beam

衰减 材料科学 宽带 振动 声学 带隙 超材料 梁(结构) 声衰减 传输(电信) 梯度法 光学 物理 光电子学 计算机科学 电信 算法
作者
Yue Bao,Zhengcheng Yao,Yue Zhang,Xueman Hu,Xiandong Liu,Yingchun Shan,Tian He
出处
期刊:International Journal of Mechanical Sciences [Elsevier BV]
卷期号:265: 108888-108888 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.ijmecsci.2023.108888
摘要

Drawing on the principles of energy convergence and local resonance, the acoustic black hole (ABH) emerges as a promising unit cell within phononic crystals (PCs). It has the potential to achieve superior wave attenuation and lightweight performance simultaneously. In this paper, we propose a novel triple-gradient phononic ABH beam and strategically manipulate multiple gradients in the thickness, density, and modulus to enhance broadband vibration reduction. To characterize the dynamic performance, complex band and vibration transmission analyses are conducted by the extended plane wave expansion (EPWE) method and hybrid dynamics method (HDM), respectively. Via the comparative assessments of wave attenuation capacity and transmission loss between various multiple-gradient and single-gradient beam configurations, it reveals that the ABH effect is not solely brought by thickness gradient but also extends to the power-law gradients in density and modulus. More importantly, the synergistic development of three different gradient effects can lead to more pronounced and broader bandgaps in PCs. Meanwhile, a comprehensive parametric study on the bandgap characteristics reflects the trade-off relationship between structural strength and vibration attenuation capacity. Consequently, a multi-objective nonline ar optimization model that integrates the EPWE method and NSGA-II algorithm, is carried out to determine the optimal parameters of the proposed structure. The optimization outcome not only demonstrates the exceptionally wide bandgap performance of the optimized structure, but also serves as a valuable design guideline for ABH metamaterials geared towards broadband vibration reduction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Yeyuntian完成签到,获得积分10
刚刚
xiaoshuai发布了新的文献求助10
1秒前
动听筮发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.3应助Silence采纳,获得10
1秒前
2秒前
张玉杰发布了新的文献求助30
3秒前
龙腾虎跃发布了新的文献求助10
3秒前
西塘发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
张星星完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
11完成签到,获得积分10
6秒前
青青完成签到,获得积分10
6秒前
情怀应助CCC采纳,获得10
7秒前
天真聋五发布了新的文献求助30
7秒前
Lucas应助可爱语芹采纳,获得10
7秒前
粗心的羽毛应助BB采纳,获得20
7秒前
墨兮完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
老登完成签到,获得积分20
8秒前
刻苦的三问完成签到,获得积分10
8秒前
文汉完成签到,获得积分10
8秒前
111完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
动听筮完成签到,获得积分10
9秒前
超级灵寒完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
饱满的毛巾完成签到,获得积分10
10秒前
fengqiwu发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
Jungle发布了新的文献求助10
13秒前
MichaelQin发布了新的文献求助30
13秒前
godccc发布了新的文献求助20
13秒前
DavidWebb发布了新的文献求助20
13秒前
zxx完成签到,获得积分20
13秒前
vv完成签到,获得积分20
14秒前
老登发布了新的文献求助10
15秒前
超级灵寒发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6438633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8252741
关于积分的说明 17562345
捐赠科研通 5496923
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899037
邀请新用户注册赠送积分活动 1875695
关于科研通互助平台的介绍 1716489