SNUEI

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…

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김호영

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Advanced Materials and Mechanics

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