AKUSTIČKI METAMATERIJALI: PREGLED VIBRACIONIH KARAKTERISTIKA

In the paper the theoretical consideration of the acoustic metamaterials is given. Metamaterials, which are usually composite, are artificial materials whose properties differ from those observed in nature or in the constituent materials. Metamaterials which are suitable for acoustic wave absorption are presented. Acoustic absorber is a beam made of solid material connected with spring-mass subunits. The purpose of the subunits is to give a band gap where some frequencies of acoustic wave are stopped. Mathematical models for various types of connection of subunits in the metamaterial and absorber are discussed. Based on the analogy between electromagnetic and acoustic waves the concept of negative effective mass is introduced as a basic principle for modeling. Acoustic metamaterial beams based on one, two or multi-frequency vibration absorbers are discussed. Depending on connection of absorbers in the beam, the structure may absorb wave in one-direction (for example the longitudinal one) or waves in two directions (transversal and longitudinal). In the paper an overview of mathematical models and suggestions for further investigation are given.U ovom radu je dat pregled teorije akustičkih metamaterijala. Metamaterijali, koji su obično kompoziti, su veštački stvoreni materijali čije se osobine razlikuju od onih koji odgovaraju prirodnim materijalima. Navedeni su metamaterijali koji su pogodni za absorpciju akustičkih talasa. Akustički absorber je štap napravljen od čvrstog materijala za koji je vezan veći broj celina tzv. elementarnih absorbera sastavljenih od opruge i mase. Ugradnja ovih elementarnih absorbera obezbedjuje zaustavljanje akustičkih talasa u odrdjenoj oblasti frekvencija. U radu su razmotreni različiti tipovi veza elementarnih absorbera za osnovnu materiju forrmirajući metamaterijal. Na osnovu analogije izmedju elektromagnetnih i akustičkih talasa uveden je koncept negativne efektivne mase kao osnovnog elementa za modeliranje. U radu su prikazani akustički metamaterijali sa absorberima jedne, dve ili više frekvencija. U zavisnosti od veze absorbera u štapu struktura može da absorbuje talase u jednom pravcu (na primer, longitudinbalnom) ili u dva (poprečnom i longitudinalnom).U radu je dat pregled matematičkih modela koji opisuju vibraciona svojstva i daju smernice za dalja istraživanja