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近年来,弹性波在周期性复合材料中的传播受到越来越多的关注。这类由一系列周期性结构组成的功能材料称为声子晶体,其主要的一个物理特性是频率落在带隙范围内的波会被禁止传播。目前对声子和声学超材料的声子晶体特性研究多集中于被动响应,且在固定的频率范围内操作,这在很大程度上限制了其潜在的应用。为设计可调控系统,可以通过不稳定性引起的模式转换来控制布拉格型带隙。4D打印是基于增材制造工艺(3D打印)制备智能结构与材料的新技术,其与普通3D打印技术的区别在于制备完成后可以借助外部刺激(例如光,温度等)来改变受控形状的微结构。本文利用立体光刻(SLA)打印tBA-co-PEGDA网络的形状记忆聚合物(SMP)周期性结构,通过热诱导触发SMP内部微结构的弹性不稳定性,从而引起周期结构从方形空隙到圆形空隙的单向变化。研究内容主要有以下几个方面:(1)选取适合SLA打印的材料,配制不同比例的SMP溶液,优化打印工艺;利用DMA 8000与静态力学拉伸仪研究不同比例交联剂材料对制件力学性能的影响,并测试材料的形状记忆效应;通过玻璃化转变温度、储能模量、形状回复率等参数探究SMP的性能特性。(2)利用有限元软件COMSOL模拟不同孔隙的二维周期结构对波传播的影响,然后用LMS获得的带隙实验数据与模拟结果进行对比研究。结果表明,周期结构从方形空隙到圆形空隙的单向变换会导致声子能带结构发生显著的变化,甚至能打开新的带隙。(3)利用COMSOL模拟变形前后孔隙率与不同材质SMP材料在圆形孔隙下对带隙的影响。结果表明,周期结构中散射体的孔隙率及孔隙结构对带隙产生与带隙宽度有一定影响,而材料参数对带隙的产生及其宽度没有影响,但会对带隙的频率大小产生影响。