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유체와 같은 탄성 특성과 밴드갭 양극화 구현을 위한 박판 탄성 메타물질
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.113351
작성자 관리자 게시일 2021.09.06 조회수 417

유체와 같은 탄성 특성과 밴드갭 양극화 구현을 위한 박판 탄성 메타물질

 

특정 주파수 대역에서 파가 진행하지 않는 밴드갭 현상을 구현하기 위해 최근 작은 단위구조를 주기적으로 배열한 메타 구조에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 탄성체에서 밴드갭을 통한 진동 에너지 차단을 실제 응용분야에 적용하기 위해서는 종파, 횡파 뿐만 아니라 비틀림파를 고려한 설계와 해당 종류의 파들에 대해 충분히 넓은 밴드갭을 가져야한다. 이러한 도전과제를 해결하기 위해 중국 시안 자오퉁 대학의 연구팀은 유체와 비슷한 탄성 특성을 갖는 구조를 통해 다른 종류의 탄성파를 제어할 수 있는 박판형 메타물질을 제안했다. 제안된 메타구조는 PMMA(polymethyl methacrylate) 케이스 내부에 PMMA와 Steel로 구성된 국부 공진기가 있는 구조를 갖고 있다. 또한 메타구조는 종파, 횡파, 뒤틀림파에 대해 각 파의 Pass band(파가 진행하는 주파수 대역)에서는 다른 종류의 파가 Stop band(파가 진행하지 않는 주파수 대역) 특성을 갖도록 설계되었다. 제안된 연구는 탄성체에서 단일 모드 가진 시 여러 종류의 파가 진행되는 한계를 극복하여 모드 변환 기술 뿐만 아니라 각 종류의 파의 밴드갭을 설계하여 효율적으로 진동에너지를 차단할 수 있는 기술이 될 것으로 기대된다.

 

출처: Cai, Y., Wu, J. H., Xu, Y., & Ma, F. (2021). Realizing polarization band gaps and fluid-like elasticity by thin-plate elastic metamaterials. Composite Structures, 262, 113351.

[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]

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