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緩和された微細構造理論による有限サイズメタマテリアルのモデリング@labyrinthine

緩和された微細構造理論による有限サイズメタマテリアルのモデリング

Labyrinthine2m2025/03/23
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このセクションでは、有限サイズのメタマテリアルの緩和されたマイクロモルフィック モデリングについて説明し、四方対称性、Voigt 表記法の弾性テンソル、境界条件について詳しく説明します。また、メタマテリアルの弾性解析を改善するためのマイクロモルフィック アプローチと古典的なコーシー モデルを比較します。
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要約と1. はじめに

1.1 音響制御のためのポリエチレンベースのメタマテリアル

2 有限サイズメタマテリアルの緩和ミクロモルフィックモデリング

2.1 正方対称性 / 弾性テンソルの形状(Voigt表記)

3 分散曲線

4 緩和された微細構造パラメータに関する新たな考察

4.1 緩和されたミクロモルフィックモデルの単位セルのバルク材料特性の変化に対する一貫性

4.2 緩和されたミクロモルフィックモデルの単位格子サイズの変化に対する一貫性

4.3 緩和された微細構造のカットオフ

5 緩和されたミクロモルフィックパラメータのフィッティング:曲率が消失する特殊なケース(Curl PとCurl P˙なし)

5.1 漸近線

5.2 フィッティング

5.3 議論

6 緩和された微小形態パラメータの曲率によるフィッティング(Curl Pを使用)

6.1 漸近線と 6.2 フィッティング

6.3 議論

7 緩和された微細構造パラメータの強化された運動エネルギー(Curl P˙を使用)によるフィッティングと7.1 漸近線

7.2 フィッティング

7.3 議論

8 得られた結果の要約

9 結論と展望、謝辞、参考文献

正方対称クラスに属する最も一般的な4次テンソル

B カールPなしの分散曲線の係数

C Pの分散曲線の係数

D P◦ の分散曲線の係数

2 有限サイズメタマテリアルの緩和ミクロモルフィックモデリング


図 1: ユニットセルの形状。左: 正方対称性を示す 1 つのユニットセルの詳細 (45 度回転)。後で検討するユニットサイズとして a = 20 mm の場合、バーと穴の厚さはそれぞれ 0.4 mm です。右: このユニットセルで構成されたメタマテリアルの 3x3 セクション (赤い破線の四角形)。



古典的なコーシーモデルの場合、



緩和された微形態モデルでは、



古典的なコーシーモデルのノイマン境界条件は


2.1 正方対称性 / 弾性テンソルの形状(Voigt表記)









この論文は、CC BY 4.0 DEED ライセンスの下でarxiv で公開されています


[7] 以下の式を短縮するために、対応する弾性パラメータの「ミクロ」を「m」、および「マクロ」を「M」と表記する。



著者:

(1)ジェンドリック・フォス、ドルトムント工科大学構造力学・動力学研究所および連絡先著者(jendrik.voss@tu-dortmund.de)

(2)ジャンルカ・リッツィ、ドルトムント工科大学構造力学・動力学研究所

(3)パトリツィオ・ネフ、デュースブルク=エッセン大学数学部非線形解析・モデリング学科長

(4)アンジェラ・マデオ、ドルトムント工科大学構造力学・動力学研究所