一種新型五零能模式材料的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、五零能模式材料是一種人工合成的新型超常材料，其性質(zhì)類似于液體，理想情況下剪切模量為零，表現(xiàn)為只能承受一種載荷。該材料通常具有周期性微觀結(jié)構(gòu)，是由單胞在三維空間中陣列形成的一種人工合成的復(fù)合材料。自1995年第一種五零能模式材料的單胞結(jié)構(gòu)被提出以來，許多學(xué)者對其進(jìn)行了研究，一些新型的五零能模式材料單胞結(jié)構(gòu)也被陸續(xù)提出。在五零能模式材料的應(yīng)用上，其膨脹波與剪切波的耦合程度是一個(gè)重要考察指標(biāo)，其次，五零能模式材料各向異性的性能對于實(shí)現(xiàn)變換彈性

2、動(dòng)力學(xué)（transformation-dynamics）結(jié)構(gòu)也尤其重要。
　　本文以近幾年剛被提出的一種新型五零能模式材料為研究對象，應(yīng)用準(zhǔn)靜態(tài)分析的漸進(jìn)均勻化方法和動(dòng)態(tài)分析的頻散特性分析方法考察其動(dòng)態(tài)特性。由于五零能模式材料具有復(fù)雜的周期性結(jié)構(gòu)，直接對其進(jìn)行數(shù)值分析會(huì)產(chǎn)生巨大的計(jì)算量，因此，本文利用Floquent-Bloch理論將計(jì)算限定在一個(gè)代表單胞上，通過分析其頻散關(guān)系曲線得出研究對象在各個(gè)方向上的膨脹波與剪切波波速，考察

3、材料剪切波與膨脹波的耦合程度以及各向異性的性能與7種材料單胞幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系，為實(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
　　在復(fù)合材料中波的傳播特性研究中，人們往往關(guān)心準(zhǔn)靜態(tài)參數(shù)的頻率適用范圍。工程上一般認(rèn)為當(dāng)結(jié)構(gòu)的晶胞特征尺寸與輸入載荷的波長之比ζ小于0.1時(shí)，可作為準(zhǔn)靜態(tài)問題處理。但是對于五零能模式材料，準(zhǔn)靜態(tài)問題的界定范圍并不明確。本文利用漸進(jìn)均勻化方法，求解五零能模式材料的等效彈性模量，并將其與通過頻散關(guān)系曲線得出的各個(gè)頻率下的膨脹波