《表1 声学超材料参数及尺寸》

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《声学超材料对低频噪声的消声特性》

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由于声学超材料薄膜的刚度很小，在受到外力作用时，很容易出现局部褶皱而失去稳定性，因此需要对薄膜进行屈曲分析。基于欧拉杆原理的失稳准则：当结构承受轴向压缩载荷作用时，若压缩载荷超过临界值，结构的应力刚化产生的应力刚度矩阵就会抵消结构本身的刚度矩阵，平衡状态变为不稳定，即任意干扰产生的挠曲在扰动除去后不仅不消失，而且还将继续扩大，结构无法恢复到原有的平衡状态。为了保证薄膜声学超材料在稳态状态下进行实验，对褶皱型薄膜进行数值分析，研究薄膜在特定载荷下的稳定性。本文选择硅胶材料薄膜作为研究对象，为了得到预期的薄膜褶皱形态，采用直径为40 mm的铜片与超材料薄膜同轴心紧密粘接，扭矩棒与铜片胶连接，扭转扭矩棒从而带动薄膜转动10?、20?和30?。因为铜片和薄膜内圆完全连接，因此可等效为圆环模型，其材料参数和尺寸如表1所示。