马西莫爆头
教授•斯莱德工程教授•副校长, 研究与创新•材料力学

办公地点: 适应型108

研究兴趣

结构动力学,波传播,材料,结构健康监测

Ruzzene教授的小组通过智能材料的应用研究了主动和被动策略, 并确定具有固有减振特性的结构构型. 各种减振和自噪声缓解技术已应用于水下航行器和超空泡鱼雷, 减少旋翼机的内部噪音, 并尽量减少转子叶片或旋转机械的振动.

周期结构是由相同的组件或细胞组成的. 例子包括晶体, 蛋白质, 复合材料, micro-truss材料, 以及在民用中广泛使用的加劲壳或板和桁架, 机械和航天建筑. 这些周期性组合通常被称为“声子晶体”或“超材料”。.

最近强调的一个领域是将超材料的概念扩展到结构, 以及对随后的“元结构”的调查. 超越了单纯的物质概念, 元结构由于其有限的尺寸和接口的存在而具有独特的特征. 由此产生的结构组件在应力波缓解方面具有前所未有的性能, 波指导, 吸声, 以及隔振. Ruzzene正在研究周期性元结构的频率选择特性, 是什么导致它们能够将波引导到特定的方向,并减弱特定频率的振动. 这种性质在复杂的结构晶格中可以观察到, 并在结构部件中配备了自适应谐振器的周期阵列. 控制局域界面波模式开始的基本概念也越来越引起人们的兴趣. 具体地说, 弹簧-质量系统, 格, 具有内部谐振器的板作为框架的一部分进行研究,以寻找表现为单向的机械晶格, edge-bound, defect-immune, 波动. 最后, 准周期结构组合作为一种支持非有序系统振动约束的构型进行了研究, 而是由确定性性质分布描述的.

在结构健康监测(SHM)领域. Ruzzene的团队采用广泛扫描激光多普勒振动仪来测量在结构部件中传播的导波的全场图像. 波场数据提供了丰富的信息, 哪些可以用来检测损伤, 设计新的传感器阵列, 对于结构表征. 新方法评估应变能的分布, 或者使用频率/波数分析对结构部件进行损伤检测和表征. SHM的其他活动包括开发成像算法, 并设计了具有频率相关方向性的超声波换能器. 用于检测和材料表征的方法和技术的应用包括粘合复合材料接头, 和, 最近, 人体骨骼波动的评估, 尤其是头骨.

社会影响

Ruzzene小组进行的这项研究旨在减少封闭环境和运输系统中振动和噪音的影响. 新材料和结构的研究也致力于研究减轻冲击或爆炸对人体影响的概念, 比如在头部外伤的案例中. 结构健康监测的工作有助于通过预测和检测早期结构故障来提高运输系统的安全性,同时减少运输车辆的检查成本和停机时间. 最近对颅骨/脑系统动态行为的研究将对脑损伤相关疾病的诊断产生影响,并可能实现新的超声成像程序.

选择出版物

  • Giuseppe Trainiti, Yiwei Xia, Jacopo Marconi, Gabriele Cazzulani, Alper Erturk和马西莫Ruzzene. 弹性超材料选择性滤波的时间周期刚度调制:理论与实验. 物理评论快报, 122(12):124301, 2019.
  • Glaucio H的哈维尔·维拉. Paulino和马西莫Ruzzene. 非线性在拓扑保护中的作用:测试磁耦合指尖旋转器. 理论物理. 牧师. B中文信息学报,99:125116,2019年3月.
  • M Miniaci, RK Pal, B Morvan和M Ruzzene. 图案化弹性板拓扑保护螺旋边缘模式的实验观察. 物理评论X, 8(3):031074, 2018.
  • 朋友,R. K., M. Schaeffer和M. Ruzzene. 使用双层晶格的声子系统中的螺旋边缘态和拓扑相变." 应用物理杂志 119.8 (2016): 084305.
  • 朋友,R. K., M. Ruzzene. 带谐振器的板中的边缘波:量子谷霍尔效应的弹性模拟." 新物理学杂志 19.2 (2017): 025001.
  • Trainiti G., M. Ruzzene. 时空周期结构中的非互易弹性波传播." 新物理学杂志 18.8 (2016): 083047.
  • 阴,J.鲁泽恩,M.文,J.,余,D.蔡,L., & 悦,我. (2018). 一维弹性声子晶体的能带跃迁和拓扑界面模式. 科学报告, 8(1), 6806.
  • 朋友,R. K.,维拉,J., Leamy, M., & Ruzzene, M. (2018). 非线性声子晶格中与振幅相关的拓扑边缘态. 物理评论E97(3), 032209.
  • Sugino C., S. Leadenham, M. Ruzzene和A. Erturk. 局部谐振压电元结构中电弹性带隙形成的研究." 智能材料和结构 26, no. 5 (2017): 055029.
  • M. I侯赛因,M. J Leamy和M. Ruzzene. 声子材料和结构的动力学:历史起源, 最近的进展, 未来展望. 应用力学评论, 66(4): 2014.

选择奖

  • 普拉特 & 佐治亚理工学院航空航天工程惠特尼教授
  • 美国机械工程学会(ASME)会员
  • 美国航空航天学会(AIAA)
  • 西班牙马德里卡洛斯三世大学名誉教授
  • 卓越主席-西班牙马德里卡洛斯三世大学(2016-2017)
  • 2016年Lloyd Hamilton Donnell应用力学评论论文奖
  • 海军研究办公室青年研究员(2002)