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
rngay完成签到,获得积分10
1秒前
柒邪完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
ZHW完成签到,获得积分10
1秒前
是她推了熹娘娘完成签到,获得积分10
2秒前
田様应助wxy采纳,获得10
2秒前
JR完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
完美世界应助顺利的雪莲采纳,获得10
2秒前
雪花完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
dream完成签到,获得积分10
3秒前
柚子完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
poltergeist完成签到 ,获得积分10
5秒前
Meteor发布了新的文献求助10
5秒前
WJDNG8完成签到,获得积分10
5秒前
Betty完成签到,获得积分10
5秒前
zzz发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
领导范儿应助乘风破浪采纳,获得10
5秒前
6秒前
Itzflames978应助w57采纳,获得10
6秒前
朱锦鸣发布了新的文献求助10
6秒前
126960发布了新的文献求助10
6秒前
杨森完成签到,获得积分20
6秒前
GuSiwen完成签到,获得积分10
7秒前
眼睛大又蓝完成签到,获得积分10
8秒前
白英完成签到,获得积分10
8秒前
黎明发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
脚踝综合征完成签到,获得积分10
8秒前
Hu发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.2应助vivi采纳,获得10
9秒前
9秒前
liu完成签到,获得积分10
9秒前
刘善良发布了新的文献求助30
10秒前
温暖的鹏飞完成签到,获得积分10
10秒前
英姑应助Zerolii采纳,获得10
10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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
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 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6990386
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8667314
关于积分的说明 18374835
捐赠科研通 6460883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3096752
关于科研通互助平台的介绍 2157726
邀请新用户注册赠送积分活动 2073105