湾曲ロッド圧縮ねじり連成メタ材料の機械的応答と低次波伝播

本研究では、空間的な湾曲ロッド圧縮ねじり連成メタ構造を提案し、軸変位と回転角を一般化自由度とする低次同等剛性モデルを開発した。湾曲ロッド中心線形状からひずみエネルギー法を用いて導出した同等剛性行列を一次元ブロッホモデルに組み込み、低周波波伝播を特徴づけた。結果として、対角外結合剛性が単位セルの圧縮誘起回転応答を支配し、2つの最低分散分岐の周波数とモード組成に大きく影響することが示された。有限要素シミュレーションと実験により、予測された剛性と圧縮ねじり応答が検証され、有限周期鎖の加速度伝達率測定は理論的分散特性と一致した。提案された設計は、構造結合による低周波波制御のための軽量戦略を提供する。