×

考虑厚度比的4D印刷双层结构的折叠变形建模与仿真。 (英语) Zbl 1446.74172号

小结:本文讨论了考虑厚度比的4D印刷聚合物双层结构的变形建模和模拟问题。通过等效变换,将折叠变形模型转换为拉伸和弯曲两种更简单的变形模型,大大降低了建模问题的复杂性。拉伸变形模型是根据胡克定律建立的,基于拉伸变形的最终应变(由厚度比决定),定义了一个考虑厚度比的新超弹性能量密度函数来计算双层结构在弯曲变形过程中的能量。根据新的能量密度函数,通过最小化双层结构在弯曲变形过程中的能量,建立了考虑厚度比的弯曲变形模型。数值模拟表明,该模型取得了令人鼓舞的结果。

MSC公司:

74K99型 薄体、结构
74E30型 复合材料和混合物特性
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Momeni,F,Seyed,MMHN,Liu,X等。4D打印综述。2017年材料设计;122: 42-79. ·doi:10.1016/j.matdes.2017.02.068
[2] 蒂比茨,南卡罗来纳州。4D打印:多材料形状变化。Archit Des 2014;84: 116-121.
[3] 周,Y,黄,WM,康,SF,等。从3D到4D打印:方法和典型应用。机械科学技术杂志2015;29: 4281-4288. ·doi:10.1007/s12206-015-0925-0
[4] Zarek,M,Mansour,N,Shapira,S等。基于形状记忆的个性化腔内医疗设备的4D打印。2017年Macromol Rapid Commun;38:1600628·doi:10.1002/marc.201600628
[5] Gladman,AS,Matsumoto,EA,Nuzzo,RG等。仿生4D打印。Nat Mater 2016;15: 413. ·doi:10.1038/nmat4544
[6] Ge,Q,Sakhaei,AH,Lee,H等。使用可定制形状记忆聚合物的多材料4D打印。2016年科学报告;6: 31110. ·doi:10.1038/srep31110
[7] Bodaghi,M,Damanpack,AR,Liao,WH。通过4D打印实现自膨胀/收缩结构。2016年Smart Mater Struct;25: 105034. ·doi:10.1088/0964-1726/25/10/105034
[8] Jiang,Y,Wang,Q.高拉伸三维结构机械超材料。2016年科学报告;6: 34147. ·doi:10.1038/srep34147
[9] Ge,Q,Qi,HJ,Dunn,ML。四维打印的活性材料。2013年《应用物理快报》;103: 131901. ·doi:10.1063/1.4819837
[10] Mao,Y,Yu,K,Isakov,MS,等。3D打印数字形状记忆聚合物的顺序自折叠结构。2015年科学报告;5: 13616. ·doi:10.1038/srep13616
[11] 张,Q,张,K,胡,G。通过3D打印技术从薄复合板触发的智能三维轻量级结构。2016年科学报告;6: 22431. ·doi:10.1038/srep22431
[12] Villar,G,Graham,AD,Bayley,H.A组织类印刷材料。科学2013;340: 48-52. ·doi:10.1126/科学.1229495
[13] Kokkinis,D,Schaffner,M,Studart,AR。复合材料的多材料磁辅助3D打印。2015年国家通讯社;6: 8643. ·doi:10.1038/ncomms9643
[14] Yu,K,Ritchie,A,Mao,等。通过形状记忆聚合物复合材料的3D打印控制顺序形状变化组件。Procedia Iutam 2015;12: 193-203. ·doi:10.1016/j.piutam.2014.12.021
[15] 丁,Z,袁,C,彭,X,等。活性复合材料直接4D打印。2017年科学进展;3:e1602890·doi:10.1126/sciadv.1602890
[16] Deng,D,Kwok,TH,Chen,Y.四维印刷:使用可控自折叠设计和制造光滑曲面。机械设计杂志2017;139: 081702. ·数字对象标识代码:10.1115/1.4036996
[17] 蒂莫申科,S。双金属恒温器分析。美国光学学会杂志1925;11: 233-255. ·doi:10.1364/JOSA.11.000233
[18] Cui,J,Adams,JGM,Zhu,Y.由刚性薄膜和热收缩聚合物片组成的双层结构的受控弯曲和折叠。2018年Smart Mater Struct;27: 055009. ·doi:10.1088/1361-665X/aab9d9
[19] Su,JW,Tao,X,Deng,H,等。膨胀来宾介质驱动的自变形聚合物的4D打印。软物质2018;14: 765-772. ·doi:10.1039/C7SM01796K
[20] Naficy,S,Gately,R,Gorkin,R等。可逆形状变形水凝胶结构的4D打印。2017年大分子材料工程;302: 1600212. ·doi:10.1002/mame.201600212
[21] Deng,D,Chen,Y.使用基于投影的立体光刻技术设计和制造基于折纸的自折叠结构。机械设计杂志2015;137: 021701. ·数字对象标识代码:10.1115/1.4029066
[22] 袁,C,丁,Z,王,T,等。聚合物/弹性体层压板中热膨胀失配和形状记忆锁定的形状形成。2017年Smart Mater Struct;26日:105027·doi:10.1088/1361-665X/aa8241
[23] Ge,Q,Dunn,CK,Qi,HJ等。4D打印的主动折纸。Smart Mater Struct 2014;23: 094007. ·doi:10.1088/0964-1726/23/9/094007
[24] Wu,J,Yuan,C,Ding,Z,等。数字形状记忆聚合物3D打印的多形状活性复合材料。2016年科学报告;6: 24224. ·doi:10.1038/srep24224
[25] 乔治亚州西亚雷特。数学弹性。第二卷。板块理论,数学研究及其应用。阿姆斯特丹:北荷兰,1997年·Zbl 0888.73001号
[26] Friesecke,G,James,RD,Müller,S.关于几何刚度的定理以及从三维弹性导出非线性板理论。2010年公共纯应用数学;55: 1461-1506. ·Zbl 1021.74024号 ·doi:10.1002/cpa.10048
[27] Bartels,S,Bonito,A,Nochetto,RH。双层板:模型简化、Γ收敛有限元近似和离散梯度流。2017年公共纯应用数学;70: 547-589. ·Zbl 1357.74029号 ·doi:10.1002/cpa.21626
[28] Bartels,S,Bonito,A,Muliana,A等。热致动双层板的建模和模拟。2018年计算机物理杂志;354: 512-528. ·Zbl 1380.74016号 ·doi:10.1016/j.jcp.2017.10.044
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。