与一个点障碍物相互作用的张紧弦中的跨模态靶向能量转移

摘要 本文研究了与点不透性障碍物相互作用的非线性张紧弦中的跨模态靶向能量转移（IMTET）机制。通过间歇性接触相互作用实现振动模式之间的能量再分配。与之前主要依赖数值优化或半现象学影响模型的研究不同，我们提出了一种瞬态接触动力学的分析处理，旨在提供对基础IMTET机制的物理见解。推导了弦与障碍物之间整个相互作用过程中的接触力、位移和速度场的解析表达式。分析揭示，障碍物引起的非线性有效地促进了能量从低频模式向高频模式的转移。这种靶向能量转移显著增强了被动能量耗散，特别是在具有频率依赖（材料）阻尼的系统中。研究结果提供了对内在IMTET动力学的更深理解，并允许更加高效的优化方法。