[发明专利]一种手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法

权利要求书

1.一种手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，通过调控所述手性周期结构的结构参数控制所述弹性波在所述手性周期结构中的传播特性，包括：

从所述手性周期结构中获取一单胞模型，并根据所述手性周期结构的结构参数获取所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵；

根据所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵，获取所述单胞模型的频率和波矢方程；

根据所述单胞模型的频率和波矢方程，获取所述弹性波的带隙特性。

2.根据权利要求1所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，从所述手性周期结构中获取一单胞模型，并根据所述手性周期结构的结构参数获取所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵包括：

根据动力学模型将所述单胞模型划分为多个相同的梁单元；

获取所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程；

根据所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程，获取所述梁单元在整体坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵；

对所述梁单元在整体坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵进行单元组装，以获得所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵。

3.根据权利要求2所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，根据所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程，获取所述梁单元在整体坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵包括：

根据所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程，获取所述梁单元在局部坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵；

获取所述梁单元在局部坐标系下的角度；

根据所述梁单元在局部坐标系下的角度，获取局部坐标系与整体坐标系间的坐标转换矩阵；

根据所述梁单元在局部坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵，结合所述坐标转换矩阵，以获得所述梁单元在整体坐标系下的刚度矩阵和质量矩阵。

4.根据权利要求2所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，获取所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程包括：

获取所述梁单元在局部坐标系下的位移函数；

根据所述梁单元在局部坐标系下的位移函数和拉格朗日运动方程，获得所述梁单元在局部坐标系下的运动控制方程。

5.根据权利要求2所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，根据动力学模型将所述单胞模型划分为多个相同的梁单元之前，从所述手性周期结构中获取一单胞模型，并根据所述手性周期结构的结构参数获取所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵还包括：

根据铁木辛柯梁理论建立所述动力学模型。

6.根据权利要求1所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，根据所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵，获取所述单胞模型的频率和波矢方程包括：

根据所述单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵，获取所述单胞模型的运动方程；

根据布洛赫定理，获取位移矢量与自由度缩减矩阵间的关系方程；

根据所述单胞模型的运动方程和所述关系方程，获取所述单胞模型的频率与波矢方程。

7.根据权利要求1所述的手性周期结构中弹性波传播特性的调控方法，其特征在于，根据所述单胞模型的频率和波矢方程，获取所述弹性波的带隙特性之后，所述调控方法还包括：

根据所述弹性波的带隙特性，调控所述手性周期结构的结构参数以控制所述弹性波在所述手性周期结构中的传播特性。

8.一种手性周期结构中弹性波传播特性的控制装置，其特征在于，通过调控所述手性周期结构的结构参数控制所述弹性波在所述手性周期结构中的传播特性，包括：

第一获取模块，用于从所述手性周期结构中获取一单胞模型，并根据所述手性周期结构的结构参数获取所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵；

第二获取模块，用于根据所述单胞模型对应的刚度矩阵和质量矩阵，获取所述单胞模型的频率和波矢方程；

第三获取模块，用于根据所述单胞模型的频率和波矢方程，获取所述弹性波的带隙特性。