izpis_h1_title_alt

Soft kirigami composites for form-finding of fully flexible deployables
ID Zavodnik, Jan (Avtor), ID Wang, Yunbo (Avtor), ID Yan, Wenzhong (Avtor), ID Brojan, Miha (Avtor), ID Jawed, Mohammad Khalid (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,70 MB)
MD5: 6BE31077071FB7D0D6D74E24952721A7
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202300909 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
A new class of thin flexible structures is introduced that morph from flat into prescribed 3D shapes through strain mismatch between layers of a composite plate. To achieve control over the target shape, two different concepts are coupled. First, motivated by biological growth, strain mismatch is applied between the flat composite layers to transform it into a 3D shape. Depending on the amount of the applied strain mismatch, the transformation involves buckling into one of the available finite number of deformation modes. Second, inspired by kirigami, portions of the material are removed from one of the layers according to a specific pattern. This dramatically increases the number of possible 3D shapes and allows us to attain specific topologies. An experimental apparatus that allows precise control of the strain mismatch is devised. An inverse problem is posed, where starting from a given target shape, the physical parameters that make these shapes possible are determined. To show how the concept works, it focuses on circular composite plates and designs a kirigami pattern that yields a hemispherical structure. The analysis combines a theoretical approach with numerical simulations and physical experiments to understand and predict the shape transition from 2D to 3D. The tools developed here can be extended to attain arbitrary 3D shapes. The initially flat shape suggests that conventional additive manufacturing techniques can be used to functionalize the soft kirigami composite to fabricate, for example, deployable 3D structures, smart skins, and soft electromagnetic metasurfaces.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:kirigami, morphing, prestretch, shell buckling
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2024
Št. strani:9 str.
Številčenje:Vol. 9, iss. 1, [article no.] 2300909
PID:20.500.12556/RUL-154502 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:004.4
ISSN pri članku:2365-709X
DOI:10.1002/admt.202300909 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:174662403 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:19.02.2024
Število ogledov:256
Število prenosov:10
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Advanced materials technologies
Založnik:Wiley
ISSN:2365-709X
COBISS.SI-ID:31843367 Povezava se odpre v novem oknu

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kirigami, preobrazba, prednapetje, uklon lupin

Projekti

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:National Science Foundation
Številka projekta:2047663
Akronim:CAREER

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:National Science Foundation
Številka projekta:2053971
Akronim:CMMI

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:National Science Foundation
Številka projekta:1925360
Akronim:IIS

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:National Science Foundation
Številka projekta:2101751
Akronim:CMMI

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-9223
Naslov:Kristalografija nagubanih elastičnih površin

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-2499
Naslov:Razvoj kvazi-periodičnih deformacijskih vzorcev v viskoelastičnih strukturah

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-4449
Naslov:Preobrazni mehki kirigami kompozitni sistem za snovanje gibkih zložljivih struktur in mehkih robotov

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj