Active tuning of the vibration and wave propagation properties in electromechanical metamaterial beam

超材料 带隙 材料科学 振动控制 压电 振动 电容 电感 声学 谐振器耦合系数 光电子学 物理 谐振器 电压 电极 量子力学
作者
Xi-Ning Zhao,Yong-Wang Zhang,Bo Li,Chuang-Shi Shen,Li Zewei,Bo Zhou
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:132 (23)
标识
DOI:10.1063/5.0122301
摘要

Locally resonant metamaterial beams made from flexible substrates with piezoelectric layers can exhibit bandgap and vibration attenuation properties. However, the bandgap properties of the electromechanical metamaterials are limited by the electromechanical coupling coefficient. In order to effectively overcome this limitation of the locally resonant bandgaps, a locally resonant electromechanical metamaterial beam with piezoelectric actuators and sensors is presented, and the piezoelectric shunting technique and negative proportional feedback control strategy are combined. In this design, both negative capacitance (NC) and inductance (L) are incorporated into the shunt circuits. Then, the classical root locus method is employed to obtain single/multiple bandgaps and particular structural response by arranging the poles and zeros. Finally, the influences of the feedback control gain, the shunt circuit type, and the damping ratio on the bandgap properties and wave propagation behaviors are analyzed. Numerical results demonstrate that the single/multiple bandgaps can be obviously broadened by properly increasing the control gain. Specifically, adding negative capacitance in series to pure inductive circuit can generate wider absolute bandgaps at lower frequencies. The comparison of the frequency response and the bandgap characteristics reveals a very good agreement. Summarily speaking, combining the piezoelectric shunting technique and negative proportional feedback control strategy can effectively tune the vibration and wave propagation behavior.

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
snowpaper完成签到,获得积分10
1秒前
尼斯湖中的小水怪完成签到 ,获得积分10
2秒前
阴暗蘑菇完成签到 ,获得积分10
11秒前
yywang完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
20250702完成签到 ,获得积分10
15秒前
luo完成签到 ,获得积分10
15秒前
鲁卓林完成签到,获得积分10
16秒前
陈龙完成签到,获得积分10
17秒前
toki完成签到,获得积分10
18秒前
tc发布了新的文献求助10
18秒前
5999完成签到 ,获得积分10
22秒前
化身孤岛的鲸完成签到 ,获得积分10
22秒前
yy完成签到 ,获得积分10
24秒前
nicky完成签到 ,获得积分10
31秒前
蒸馏水完成签到,获得积分10
33秒前
大海完成签到,获得积分10
36秒前
舒昀完成签到,获得积分10
38秒前
xiaoze完成签到 ,获得积分10
38秒前
农夫果园完成签到,获得积分10
46秒前
栗早完成签到 ,获得积分10
49秒前
Horizon完成签到 ,获得积分10
51秒前
算命的完成签到,获得积分10
51秒前
一一完成签到 ,获得积分10
52秒前
Wz完成签到 ,获得积分10
53秒前
golf完成签到,获得积分10
56秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
56秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
57秒前
666星爷完成签到,获得积分10
58秒前
清脆水卉完成签到,获得积分10
1分钟前
为你等候完成签到,获得积分10
1分钟前
小石头完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hahaha完成签到,获得积分10
1分钟前
她的城完成签到,获得积分0
1分钟前
11关闭了11文献求助
1分钟前
亲豆丁儿完成签到,获得积分10
1分钟前
米鼓完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liufan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
酷波er应助紫枫采纳,获得10
1分钟前
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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7456139
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9052557
关于积分的说明 19294979
捐赠科研通 7079525
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3242593
关于科研通互助平台的介绍 2410249
邀请新用户注册赠送积分活动 2227129