周期蜂窝结构准静态参数分析方法适用条件探讨

对于具有周期结构的复合材料动力学特性研究,或采用均匀化等方法分析其准静态材料参数,或采用平面波谱等方法分析其动态材料参数和带隙特性。为界定这两类方法的适用范围,针对蜂窝周期结构,建立了二维大模型,施加吸收边界条件,采用瞬态动力响应分析的时程积分方法,分析了不同频率波在周期蜂窝结构中的传播;并与模型的准静态均匀化分析结果和谐响应谱分析结果加以比较,探讨了准静态分析方法的适用范围,且以周期结构单胞的特征尺寸与传播波在材料中的特征波长之比ζ为参量来描述;同时,给出了传播波频率达到第一带隙频率前,平面波在二维周期蜂窝结构中传播的幅值衰减特性。结果表明:对于单胞角度α≤120°的蜂窝周期结构,当ζ≤0.1时,可采用静态均匀化方法等分析其材料参数,当ζ≥0.3时,可采用平面波谱法、有限差分时域法和多重散射法等分析其带隙特性。

Research on the applied condition of the quasi-static analytical methods for elastic waves propagating in the periodic honeycomb structures