可调张拉超结构中拉扭耦合波传播特性

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张拉结构(Tensegrity)是一种由杆和绳索组成的结构,它的刚度是由于内部整体的拉压预应力提供的,且随着其构型的改变而改变。张拉结构被广泛的应用在建筑、生物、宇航、机器人等学科中,而对其波动性质的研究较少。本文首先针对一维手性周期张拉超结构,通过解析方法研究了其独特的拉扭耦合波传播和不同模态的波的选择性通过特性。然后,研究了张拉超结构在扭转和拉压载荷下的非线性静力学变型特性,给出了其切线刚度的变化,以及其对周期张拉超结构中波传播和振动抑制性质的调节规律。进而,通过传递矩阵法,给出了不同种类的张拉超结构界面处准拉压波和准扭转波的相互转化规律。最后,设计了手性相反的张拉超结构胞元组成的非对称结构,通过界面处截止频率不同的准拉压波和准扭转波的相互转化,实现了张拉超结构中不同模态的波在特定工作频率的可调单向传播。
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