Lattices controladas neumáticamente con comportamiento mecánico sintonizable

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Mecánica
• Ingeniería Estructural

Sus antecedentes:

• Las estructuras de celosía son susceptibles al pandeo, un modo de fallo que limita sus aplicaciones.
• La tendencia al pandeo en los puntales se correlaciona con la conectividad nodal local.
• Los métodos actuales para mejorar el rendimiento de las celosías a menudo son específicos de la topología.

Objetivo del estudio:

• Presentar una estrategia de actuación neumática para sintonizar activamente el comportamiento mecánico de las estructuras de celosía.
• Demostrar la conectividad nodal reconfigurable para modular la rigidez y la respuesta al pandeo.
• Mejorar el rendimiento estructural bajo condiciones de carga estática y dinámica.

Principales métodos:

• Incrustación de actuadores neumáticos dentro de estructuras de celosía.
• Inflado selectivo de actuadores en patrones espaciales para alterar la conectividad nodal.
• Aplicación de señales variables de presión de aire para sintonizar el comportamiento post-pandeo.

Principales resultados:

• Se logró una mejora del 121,6% en la resistencia al pandeo con patrones neumáticos reforzados.
• Se demostró la sintonización programable del comportamiento post-pandeo mediante el control de la presión del aire.
• Se redujo la aceleración máxima en un 50,9% para una mejor mitigación de impactos.

Conclusiones:

• La actuación neumática ofrece un método versátil para mejorar el rendimiento de las estructuras de celosía.
• La estrategia es ampliamente aplicable en diversas arquitecturas de celosía.
• Este enfoque mejora la integridad estructural y la resistencia al impacto sin restricciones de material.