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J-GLOBAL ID：201702264065263875   整理番号：17A0691815

局部的に共振する圧電メタ構造における電気弾性的なバンドギャップ形成の研究

An investigation of electroelastic bandgap formation in locally resonant piezoelectric metastructures

著者 (4件)： SUGINO C (Georgia Inst. Technol., GA, USA) ,  LEADENHAM S (Georgia Inst. Technol., GA, USA) ,  RUZZENE M (Georgia Inst. Technol., GA, USA) ,  ERTURK A (Georgia Inst. Technol., GA, USA)
資料名： Smart Materials and Structures  (Smart Materials and Structures)
巻： 26  号： 5  ページ： 055029,1-10  発行年： 2017年05月 
JST資料番号： W0480A  ISSN： 0964-1726  CODEN： SMSTER  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 圧電シャントダンピングは,軽量でフレキシブルな構造の構造振動を,大幅に質量を増加させることなく,減少させる効果的な方法として長年研究されてきた。局所的に共鳴するメタ材料から作成された弾性メタ構造は,低周波振動の減衰に対し,格子サイズよりもはるかに長い波長でバンドギャップを示す。これらの機械的メタ構造に類似して,共振回路に分路された圧電層を有した弾性基板から作成された電気機械的メタ構造も,低周波数の電気弾性バンドギャップを提供する。本研究では,閉形式の数式とバンドギャップの設計知見を考慮し,モーダル解析手法を用いて,有限圧電構造のバンドギャップ形成の基本的理解を提供する。本文では,横振動での分割電極を有する一次元局所共振圧電メタ構造の詳細な解析的研究および数値的研究を紹介した。無限電極の単純化した仮定を使用して,目標周波数および無次元の電気機械結合項に関してバンドギャップサイズの閉形式数式を導出した。圧電メタ構造のバンドギャップ形成は,機械的メタ構造における周波数依存のモーダル質量項とは異なり,周波数依存モーダル剛性項と関連していることが示された。与えられた幾何学的配置のバンドギャップサイズは主にシステムレベルの電気機械結合に依存することが判明したので,様々な圧電セラミックと単結晶を比較した。単結晶(PMN-PT)は,セラミック(PZT-5A)と比較して,大幅に広い帯域幅を提供する。

シソーラス用語： *圧電気 ,  人工材料 ,  弾性 ,  バンドギャップ ,  共振 ,  *防振 ,  電気機械効果 ,  圧電セラミック ,  単結晶 ,  チタン酸鉛 ,  ニオブ酸塩 ,  マグネシウム化合物
準シソーラス用語： メタ材料 ,  *メタ構造 ,  電気弾性

分類 (2件)： 振動伝搬  (BB02040K) ,  圧電気,焦電気,エレクトレット  (BM05040M)

タイトルに関連する用語 (5件)： 共振 ,  圧電 ,  電気弾性 ,  バンドギャップ ,  研究