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作者：陈俊豪;陈国东;曾晓辉;龙广成;谢友均;
单位：内江师范学院建筑工程学院;中南大学土木工程学院;海南大学基建处;
摘要：本文建立了混凝土超材料原胞有限元模型，探讨了谐振骨料的形状、材料参数、几何参数和材料组成等设计参数对原胞带隙特性及调控规律的作用机制，并针对关键设计参数进行了评估与讨论，提出了谐振骨料的设计原则。结果表明：谐振骨料的形状和放置方向均对混凝土超材料原胞的带隙范围有显著影响，建议采用球形作为混凝土超材料原胞的谐振骨料形状；仅通过调整包裹层的弹性模量和泊松比，无法同时获得低频带隙和宽带隙，设计原则应侧重于通过降低包裹层弹性模量和泊松比来获得低频带隙，再通过调整散射体密度和谐振骨料几何参数来实现更宽的带隙范围；对于100 Hz以下的低频振动，包裹层材料推荐选用聚氨酯泡沫，散射体材料则选用铅；此外，还需通过增大包裹层厚度使混凝土超材料原胞产生低频带隙，增大谐振骨料的填充率使其产生宽带隙。
关键词：混凝土超材料;;原胞;;谐振骨料;;带隙;;设计参数;;设计原则
基金资助：国家重点研发计划(2023YFB2604300);; 国家自然科学基金(52078490);; 内江市基础研究与应用基础研究项目(2024NJJCYJNJSY014);; 内江师范学院大学生创新创业训练计划资助项目(X2024072)
