کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
---|---|---|---|---|
7170536 | 1463289 | 2018 | 12 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Geometric role in designing pneumatically actuated pattern-transforming metamaterials
ترجمه فارسی عنوان
نقش هندسی در طراحی مواد متالوژی تبدیل المانهای پرتوی پنوماتیک
دانلود مقاله + سفارش ترجمه
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
ترجمه چکیده
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.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه
مهندسی انرژی
مهندسی انرژی و فناوری های برق
چکیده انگلیسی
When a metamaterial, composed of an elastomer with periodic circular holes sealed by elastomeric membranes, is subject to a compressive load, it can undergo a pattern transformation, yielding a large transformation strain. Such pattern transformation can be broadly tuned by changing the geometric parameters of the metamaterial. We numerically, analytically and experimentally survey the design space of the geometric parameters, and investigate their effects on the pattern transformation. Our finite element simulations reveal that the slenderest wall thickness and the pattern of the holes play key roles in determining the critical load for the pattern transformation, the transformation strain, and the transformation type. To quantify the effects of these geometric parameters, we further analytically model the pattern transformation of the metamaterial by simplifying it to a network of rigid rectangles linked by deformable beams. Finally, we experimentally characterize the pattern transformation of the metamaterials with different geometric parameters. The experimental, numerical, and analytical results are in good agreement with each other. Our work provides design guidelines for this metamaterial.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Extreme Mechanics Letters - Volume 23, September 2018, Pages 55-66
Journal: Extreme Mechanics Letters - Volume 23, September 2018, Pages 55-66
نویسندگان
Yuzhen Chen, Lihua Jin,