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Optimal design of auxetic hexachiral metamaterials with local resonators

机译:具有局部共振器的拉胀六角超材料的优化设计

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摘要

A parametric beam lattice model is formulated to analyse the propagation properties of elastic in-plane waves in an auxetic material based on a hexachiral topology of the periodic cell, equipped with inertial local resonators. The Floquet-Bloch boundary conditions are imposed on a reduced order linear model in the only dynamically active degrees-offreedom. Since the resonators can be designed to open and shift band gaps, an optimal design, focused on the largest possible gap in the low-frequency range, is achieved by solving a maximization problem in the bounded space of the significant geometrical and mechanical parameters. A local optimized solution, for a the lowest pair of consecutive dispersion curves, is found by employing the globally convergent version of the Method of Moving asymptotes, combined with Monte Carlo and quasi-Monte Carlo multi-start techniques.
机译:基于装有惯性局部谐振器的周期单元的六手性拓扑,建立了一个参数化的梁格模型来分析弹性平面波在膨胀材料中的传播特性。 Floquet-Bloch边界条件是在唯一动态激活的自由度上施加于降阶线性模型的。由于可以将谐振器设计为打开和移动带隙,因此,通过解决重要几何和机械参数的有界空间中的最大化问题,可以实现针对低频范围内最大间隙的最佳设计。通过使用移动渐近线方法的全局收敛版本,结合蒙特卡洛和准蒙特卡洛多启动技术,找到了针对最低一对连续色散曲线的局部优化解决方案。

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