Histeresis de hendidura y multiestabilidad en vigas pandeadas con cortes parciales

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Mecánica
• Ciencia de Materiales
• Física

Sus antecedentes:

• Las inestabilidades elásticas, como el pandeo y el chasquido, son cruciales para las funcionalidades avanzadas en metamateriales y dispositivos.
• Existen limitaciones actuales en el control de las configuraciones post-pandeo y las transiciones de chasquido para ampliar las posibilidades de diseño.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar principios generales para controlar las inestabilidades elásticas en vigas flexibles.
• Investigar el efecto de los cortes parciales (hendiduras) en el comportamiento post-pandeo y permitir respuestas mecánicas programables.

Principales métodos:

• Introducción de cortes parciales (hendiduras) en vigas flexibles bajo compresión.
• Utilización de un modelo de cercha para analizar la interacción de las no linealidades geométricas y inducidas por hendiduras.
• Diseño y fabricación de vigas multihendidura para lograr comportamientos programables.

Principales resultados:

• Las vigas con hendiduras exhiben pandeo y chasquido controlados, lo que conduce a la tristabilidad.
• Un modelo de cercha explica con éxito los fenómenos observados.
• Las vigas multihendidura demuestran comportamientos programables que incluyen histéresis gigante, cuadriestabilidad y chasquido de varios pasos.

Conclusiones:

• Los cortes parciales ofrecen una estrategia general y simple para el control preciso de las inestabilidades elásticas.
• Este enfoque desbloquea un vasto espacio de diseño para metamateriales mecánicos con capacidades avanzadas de memoria y secuenciales.