有限变形层状材料中的弹性波

作者:帕维尔·i·加利奇、尼古拉斯·x·方、玛丽·c·博伊斯和斯蒂芬·鲁迪克

j .机械工程。理论物理。固体，91: 390 - 410 (2017)http://dx.doi.org/10.1016/j.jmps.2016.10.002

摘要我们分析了弹性波在具有各向同性超弹性相的高度可变形层状介质中的传播。计算了周期性层合板在大变形时的带隙结构。导出了长波在有限变形复合材料中传播时的相速度和群速度的紧凑显式。弹性波特性和带隙可通过形变高度可调。研究了变形对具有不同成分和组成性质的材料的剪切和压力波带隙的影响，找到了在低频范围内产生高可调完全带隙的有利成分。剪切波带隙主要受变形引起的有效材料性能变化的影响，而压力波带隙主要受变形引起的几何形状变化的影响。在较硬材料中嵌有较小体积分数的软相的层合板中发现了较宽的剪切带隙;在几乎不可压缩的相中嵌入高可压缩薄层的层压板中出现了低频范围的压力波带隙。因此，通过构建具有少量高度可压缩相位的复合材料，可以在低频范围内实现宽的完整带隙;此外，这些带隙被证明是高度可调的变形。