螺旋耦合的切纸细胞变形材料与机制
摘要：通过折叠和切割薄板进行操纵可以为工程结构带来新颖的机械性能，并通过材料弹性与折叠拓扑的轨迹相结合来规定复杂的力位移关系。我们研究了在压缩时旋转的蜂窝Kirigami的力学性质，我们称之为Flexigami；在等效的封闭单元上添加对角切割使其可逆地坍塌，而不会在面板中产生显著的拉伸应变。通过有限元建模和实验，我们展示了flexigami的力学是由面板和铰链的耦合刚性所主导的，并设计了flexigami以实现从平稳单稳性到尖锐双稳性的可逆力响应。然后我们展示了flexigami的应用，包括构建具有多稳态行为的层压材料、旋转-线性臂执行器以及带有激活铰链的自展枕头。先进的数字制造方法可以实现flexigami以及与之共享基本原理的其他变形材料的实际应用，例如变形结构、软体机器人和医疗器械。
作者：Nigamaa Nayakanti, Sameh H. Tawfick and A. John Hart
论文ID：1707.03673
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-07-13