[发明专利]一种非周期机械拓扑绝缘体单胞模型的设计方法

权利要求书

1.一种非周期机械拓扑绝缘体单胞模型的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，以磁流变弹性体为基体，以及纯铁为基体内的散射体，构建周期机械拓扑绝缘体单胞模型；

步骤S11，采用随机坐标公式对两个散射体的位置进行非周期化，以在基体内形成非周期传播通道，即周期机械拓扑绝缘体单胞模型转变为非周期机械拓扑绝缘体单胞模型，该随机坐标公式为：

其中，x₁₀、y₁₀为其中第一个散射体的原始圆心坐标，x₁、y₁为第一个散射体随机变化后的圆心坐标，ρ₁＝0.1～0.2L，θ₁＝2π，rand₁为0到1之间的随机均匀分布函数，L为第一个散射体的原始圆心坐标与第二个散射体的原始圆心坐标之间的距离，x₂₀、y₂₀为其中第二个散射体的原始圆心坐标，x₂、y₂为第二个散射体随机变化后的圆心坐标，ρ₂＝0.1～0.2L，θ₂＝2π，rand₂为0到1之间的随机均匀分布函数；

步骤S12，构建周期机械拓扑绝缘体单胞模型不同形态的周期通道板超胞和非周期机械拓扑绝缘体单胞模型不同形态的非周期通道板超胞，并在周期通道板超胞和非周期通道板超胞的左端分别输入谐振激励生成对应的总位移响应图进行对比分析，以确定弹性波或机械波在非周期传播通道内均匀传播；

在步骤S12之后，所述设计方法还包括：

步骤S121，将不同形态的非周期通道板超胞的总位移响应图转换为总位移等值线图；

步骤S122，在总位移等值线图中，计算不同形态的非周期传播通道上下界面处相同总位移值所在的点的距离，以获取弹性波或机械波传播过程中不同形态的非周期传播通道的通道宽度，并计算其平均值和均方差，以确定弹性波或机械波在不同形态的非周期传播通道中各处的响应均匀。

2.根据权利要求1所述的非周期机械拓扑绝缘体单胞模型的设计方法，其特征在于，在步骤S10中，该基体为30％磁流变弹性体，弹性模量为5.36MPa，泊松比为0.47，密度为3211kg/m³。

3.根据权利要求1所述的非周期机械拓扑绝缘体单胞模型的设计方法，其特征在于，在步骤S11中，L的取值为0.6dm，所述第一个散射体的半径为0.1～0.2mm，所述第二个散射体的半径为0.05～0.1mm。

4.根据权利要求3所述的非周期机械拓扑绝缘体单胞模型的设计方法，其特征在于，在步骤S12中，周期通道板超胞和非周期通道板超胞的形态分别包含有直线形态、Z字形态和倒S形态。