一种可调控壳体结构轴向弯曲波传输的压电超结构,包括:圆柱薄壁壳基底、作为压电换能器分别设置于基底内、外两侧的压电纤维复合材料贴片、与两片压电纤维复合材料贴片相连的分流电路和单向耦合元件,本技术通过改变外部电路网络的参数打开了弯曲波通带,允许弯曲波在低于环频率时沿壳体结构轴向传输,并实现了传输幅值的可调控。在低于环频率时打开了局域共振通带的同时,可灵活调控传输幅值,为壳体结构中结构健康监测提供了新的途径。
背景技术
超结构是实现弯曲波控制的最新技术之一,其负有效属性打破了传统理论的束缚,为解决波导、隐身、振动抑制等波动调控难题提供了新方法。局域共振型超结构凭借其亚波长操纵能力引起了广泛的研究关注。由压电材料及外部分流电路组成的压电式局域共振型超结构具有附加质量小、适应性强、设计灵活性高等优点,在可调谐波动控制等领域具有广阔的应用前景。然而大部分压电式超结构被应用在梁、板、膜等低维结构中,且通常利用局域共振带隙抑制弯曲波的传输。几何曲率是一个很少受到关注的因素,它实际上会通过耦合面内振动和面外振动显著影响弯曲波的传播。例如在圆柱壳结构中由于曲率诱导耦合,在低于其环频率的情况下,弯曲波被禁止沿轴向传播。这限制了壳体结构中依赖弯曲波传播的应用,如结构健康监测。
实现思路