Geometric role in designing pneumatically actuated pattern-transforming metamaterials

هنگامی که یک ماده متشکل از یک الاستومر با سوراخهای دایره ای دوره ای که توسط غشاهای الاستومری مهر و موم شده است، تحت فشار فشاری قرار می گیرد، می توان آن را تحت یک تغییر شکل القاء کرد و موجب تحریک فشار زیادی می شود. تغییر شکل چنین الگویی می تواند با تغییر پارامترهای هندسی مواد متال، به طور گسترده ای تنظیم شود. ما به صورت عددی، به صورت تحلیلی و تجربی فضای طراحی پارامترهای هندسی را بررسی می کنیم و اثرات آنها را بر تغییر شکل الگو بررسی می کنیم. شبیه سازی عناصر محدود ما نشان می دهد که لاغر ترین ضخامت دیوار و الگوی سوراخ ها در تعیین بار بحرانی برای تحول الگوی، تغییر شکل و نوع تبدیل نقش کلیدی ایفا می کند. برای اندازه گیری اثرات این پارامترهای هندسی، ما تحلیلی مدل تحول الگوی متام را با ساده سازی آن به شبکه مستطیل های سفت و سخت مرتبط با پرتوهای ناپایدار مدل می کنیم. در نهایت، ما تجربی از تغییر شکل الگوی مواد با پارامترهای هندسی مختلف را مشخص می کنیم. نتایج تجربی، عددی و تحلیلی با یکدیگر همخوانی خوبی دارند. کار ما دستورالعمل های طراحی این متام مواد را فراهم می کند.