Snap-through inversion of elastic shells swelling via solvent diffusion
2023 · Soft Matter
저자
J.H. Park, Junseong Kim, Anna Lee, 김호영 (Ho‐Young Kim)
연구주제
Advanced Materials and Mechanics · Dielectric materials and actuators · Soft Robotics and Applications
NTIS 과학기술표준분류
에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장
가장 가까운 분류(물리학 > 유체·플라즈마물리 > 유체운동/수송론)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.
AI 연구 키워드·방법
elastic shell 스냅스루 불안정성 solvent diffusion swelling
키워드 (OpenAlex)
snap-through buckling elastic shells solvent diffusion swelling axisymmetric buckling strain energy energy release actuation
초록
Snap-through buckling instability of elastic shells can provide a variety of biological and artificial mechanical systems with an efficient strategy to generate rapid and powerful actuation. However, snapping spherical shells studied to date have typically been shallow and thus are dominantly prone to axisymmetric inversions. Here, we study diffusion-swelling stimulated snap-through inversion of bilayer shells of a wide range of depth to cover non-axisymmetric as well as axisymmetric modes. We first establish an analytical model of strain energy stored in axisymmetrically swelling shells, in order to predict the snap-through conditions based on energy minimization. Confirming that the strain energy can indicate the critical conditions for snap-through, we compare the conditions of axisymmetric and non-axisymmetric snap-through inversion using both experiments and numerical simulations. W…
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 매크로스케일 구조체의 자기조직화 및 창발적 기능 구현 연구 | 과학기술정보통신부 | STEAM연구 | 서울대학 | 범위 밖 |
| 2023 | 미래기계기술 프론티어 리더 양성 교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업 | 포항공과대학 | – |
| 2023 | 메타모핑 기계시스템 연구단 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 서울대학 | 범위 밖 |
| 2023 | 창의융합형 세계선도 기계공학 미래인재 교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업 | 서울대학 | – |
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