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1
XY 평면상에 형성되어 X 축 방향으로 음의 밀도를 구현하고, Y 축 방향으로 음의 강성을 구현하도록 복수 개의 질량체 및 상기 질량체를 연결하는 연결빔을 포함하는 탄성 메타물질 구조에 있어서,상기 질량체는 소정의 두께, 면적 및 질량을 갖는 평판 구조로 구성되되,복수 개의 제1 질량체, 제2 질량체, 및 제3 질량체를 포함하고,상기 연결빔은 소정의 길이를 갖는 빔으로 구성되되,상기 제1 질량체와 제2 질량체를 연결하는 복수 개의 제1 연결빔, 및 상기 제1 질량체와 상기 제3 질량체를 연결하는 복수 개의 제2 연결빔을 포함하며,상기 탄성 메타물질 구조는,상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체가 서로 소정 간격 이격되며 Y 축방향으로 서로 교대로 나란하게 배열되되 상기 제1 연결빔을 통해 서로 연결되는 제1 단위체와,복수 개의 상기 제3 질량체가 소정 간격 서로 이격되며 Y 축 방향으로 나란히 배열되는 제2 단위체를 포함하며,상기 제1 단위체와 상기 제2 단위체는 복수 개 마련되되 서로 X 축 방향으로 소정 간격 이격되며 교대로 배열되고,상기 제1 연결빔은 하나의 상기 제1 단위체 내에서 Y 축 방향과 나란하게 연장되어 최단거리로 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체를 연결하며,상기 제2 연결빔은 상기 제1 질량체와 상기 제3 질량체를 연결하되, XY평면 상에서 X 축 및 Y 축에 대해 소정의 각도를 갖고 대각선 방향으로 연장되어, 하나의 상기 제1 질량체를 중심으로 하여 상기 제3 질량체가 X 축 방향으로 일 측에 2 개, 타 측에 2 개씩 각각 연결되도록 하되, Y 축 방향으로 2N 번째 상기 제3 질량체와 2N-1번째 상기 제3 질량체가 각각 상기 제2 연결빔을 통해 X 축 방향으로 양 측에 위치한 상기 제1 단위체의 N 번째 상기 제1 질량체에 함께 연결되는 구조를 갖는 탄성 메타물질 구조
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2
제1항에 있어서,하나의 제1 단위체를 구성하는 상기 복수의 제1 질량체 및 제2 질량체의 질량 중심은 Y 축 방향으로 나란하게 배열되어 X 축 방향으로 동일한 지점에 위치하며,상기 각각의 제1 연결빔은 상기 제1 질량체 및 제2 질량체의 질량 중심을 연결한 선과 동일선상에서 연장되며,하나의 제2 단위체를 구성하는 상기 복수의 제3 질량체의 질량 중심은 Y 축 방향으로 나란하게 배열되어 X 축 방향으로 동일한 지점에 위치하는 탄성 메타물질 구조
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3
제1항에 있어서,각각의 상기 제1 질량체와, 상기 제1 질량체에 각각 연결된 상기 제1 연결빔 및 제2 연결빔은, 각각의 상기 제1 질량체의 질량 중심을 통과하며 상기 X 축에 평행한 중심선, 및 Y 축에 평행한 중심선을 중심으로 하여 각각 대칭된 형상을 갖는 탄성 메타물질 구조
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| 4 |
4
제1항에 있어서,상기 각각의 제2 연결빔은,X 축에 대해 15° 의 사이각을 갖되,하나의 제1 질량체의 X 축 방향으로 일 측에 연결된 2 개의 상기 제2 연결빔은 서로 30°의 사이각을 갖는 탄성 메타물질 구조
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5
제1항에 있어서,상기 제1 질량체는,X 축방향으로 제1 폭과, Y 축 방향으로 제1 너비를 갖는 정사각형 형상을 가지며,상기 제2 질량체는,X 축 방향으로 제2 폭과, Y 축 방향으로 제2 너비를 갖는 직사각형 형상을 갖고,상기 제3 질량체는, X 축 방향으로 제3 폭과, Y 축 방향으로 제3 너비를 갖는 직사각형 형상을 갖는 탄성 메타물질 구조
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6
제5항에 있어서,상기 제2 폭은 상기 제1 폭과 동일하고,상기 제2 너비는 상기 제2 너비의 1/2 인 탄성 메타물질 구조
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7
제5항에 있어서,상기 제1 폭과 상기 제3 폭은 5 : 4
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8
제4항에 있어서,상기 제1 단위체를 구성하는 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체는 Y 축 방향으로 서로 제1 거리를 갖고 이격되되, 상기 제1 거리는 모두 동일하여 상기 복수의 제1 연결빔은 모두 동일한 제1 길이를 갖고,상기 제1 단위체와 상기 제2 단위체는 X 축 방향으로 서로 제2 거리를 갖고 이격되되, 상기 제2 거리는 모두 동일하며, 상기 복수의 제2 연결빔은 모두 동일한 제2 길이를 갖는 탄성 메타물질 구조
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9
제8항에 있어서,상기 제1 거리와 상기 제2 질량체의 제2 너비는 동일한 탄성 메타물질 구조
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10
제8항에 있어서,상기 제1 거리와 상기 제2 거리는 4: 3
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11
제1항에 있어서,상기 질량체와 상기 연결빔은 동일한 두께를 갖고,상기 제1 연결빔의 폭, 상기 제2 연결빔의 폭, 및 상기 질량체의 두께는,1
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12
XY 평면상에 형성되어 X 축 방향으로 음의 밀도를 구현하고, Y 축 방향으로 음의 강성을 구현하는 구성을 갖는 탄성 메타물질 구조에 있어서,상기 탄성 메타물질 구조는 소정의 구조를 갖는 단위 패턴이 XY 평면 상에 X 축 및 Y 축 방향으로 복수 개 연속적으로 결합되게 구성되되,각각의 상기 단위 패턴은 X-Y 평면 상에서 정사각형 형상을 가져서 정사각형 단위 패턴으로 구성되되,하나의 상기 정사각형 단위 패턴 내에는,상기 정사각형 단위 패턴의 좌하단 꼭지점 위치에 배치되는 제1 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 좌상단 꼭지점 위치에 배치되는 제2 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 우상단 꼭지점 위치에 배치되는 제3 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 우하단 꼭지점 위치에 배치되는 제4 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 좌측변에 맞닿아 위치하되 Y 축 방향으로 상기 제1 질량부와 상기 제2 질량부 사이에 배치되는 제5 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 우측변에 맞닿아 위치하되 Y 축 방향으로 상기 제3 질량부와 상기 제4 질량부 사이에 배치되는 제6 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 상측변과 Y 축 방향으로 소정 거리 이격되어 위치하되 X 축 방향으로 상기 제2 질량부와 상기 제3 질량부 사이에 배치되는 제7 질량부,상기 정사각형의 단위 패턴의 하측변과 Y 축 방향으로 소정 거리 이격되어 위치하되 X 축 방향으로 상기 제1 질량부와 상기 제4 질량부 사이에 배치되는 제8 질량부를 포함하며,상기 제1 질량부와 상기 제5 질량부를 연결하는 제1 연결 로드,상기 제5 질량부와 상기 제2 질량부를 연결하는 제2 연결 로드,상기 제2 질량부와 상기 제7 질량부를 연결하는 제3 연결 로드,상기 제7 질량부와 상기 제3 질량부를 연결하는 제4 연결 로드,상기 제3 질량부와 상기 제6 질량부를 연결하는 제5 연결 로드,상기 제6 질량부와 상기 제4 질량부를 연결하는 제6 연결 로드,상기 제4 질량부와 상기 제8 질량부를 연결하는 제7 연결 로드,상기 제8 질량부와 상기 제1 질량부를 연결하는 제8 연결 로드를 포함하고,상기 정사각형 단위 패턴은,X 축 방향 중심을 지나는 중심축에 대해 대칭이며,Y 축 방향 중심을 지나는 중심축에 대해 대칭으로 구성되는 탄성 메타물질 구조
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13
제12항에 있어서,상기 제1 내지 제6 질량부는 모두 동일한 X 축 방향으로 동일한 폭, Y 축 방향으로 동일한 너비를 갖는 정사각형으로 구성되며,상기 제1 질량부, 상기 제2 질량부, 제5 질량부, 제1 연결 로드, 및 상기 제2 연결 로드의 좌측변은 상기 정사각형 단위 패턴의 좌측변을 형성하며,상기 제2 질량부, 및 상기 제3 질량부의 상측변은 상기 정사각형 단위 패턴의 상측변의 일부를 형성하며,상기 제3 질량부, 상기 제4 질량부, 제6 질량부, 제5 연결 로드, 및 상기 제6 연결 로드의 우측변은 상기 정사각형 단위 패턴의 우측변을 형성하며,상기 제4 질량부, 및 상기 제1 질량부의 하측변은 상기 정사각형 단위 패턴의 하측변의 일부를 형성하는 탄성 메타물질 구조
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14
제13항에 있어서,상기 제1 연결 로드, 제2 연결 로드, 제5 연결 로드, 및 상기 제6 연결 로드는 서로 동일한 X 축 방향 폭, 및 서로 동일한 Y 축 방향 길이를 갖는 탄성 메타물질 구조
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15
제14항에 있어서,상기 제1 내지 제6 질량부의 X 축 방향 폭과 Y 축 방향 너비, 상기 제2 연결 로드, 제2 연결 로드, 제5 연결 로드, 및 상기 제6 연결 로드의 X 축 방향 폭과 Y 축 방향 길이의 비는,4 : 4 : 0
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16
제13항에 있어서,상기 제1 내지 제6 질량부의 X 축 방향 폭과 Y 축 방향 폭, 상기 제7 및 제8 질량부의 X 축 방향 폭과 Y 축 방향 너비의 비는,4 : 4 : 4
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17
제14항에 있어서,상기 제1 내지 제6 질량부의 X 축 방향 폭, 상기 제7 및 제8 질량부의 X 축 방향 폭, 및 상기 제3 연결 로드, 제4 연결 로드, 제7 연결 로드, 및 상기 제8 연결 로드의 X 축 방향 폭의 비는,4 : 4
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18
제13항에 있어서,상기 제3 연결 로드, 및 제4 연결 로드는 각각 상기 정사각형 단위 패턴의 상측변과 15° 의 사이각을 갖고,상기 제7 연결 로드, 및 제8 연결 로드는 각각 상기 정사각형 단위 패턴의 하측변과 15° 의 사이각을 갖는 탄성 메타물질 구조
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