Elliptikus héjak átpattanását meghatározó kritikus paraméterek numerikus és kísérleti vizsgálata
Experimental and numerical characterization of critical parameters in elliptical¬ shell snap-throughh
Keywords:
soft materials, instability, snap-through, finite element modelling, experiments, /, lágy anyagok, instabilitás, átpattanás, végeselem módszer, mérésekAbstract
Soft materials have many engineering applications due to their favourable mechanical properties like flexibility or energy absorption. The goal of this contribution is to investigate the snap-through instability of elliptical shells and analyse the critical (loading- and geometric) values which determines the main characteristics of the snap-through. The phenomena were investigated using quasi-static finite element models, simplified analytical calculations and experiments.
Kivonat
A lágy, rugalmas anyagoknak számos mérnöki alkalmazása van kedvező mechanikai tulajdonságaik (energiaelnyelés és tárolás, tömeg) miatt. Kutatásunk célja elliptikus lágy héjak átpattanása közben megfigyelhető instabilitási jelenség vizsgálata, és az átpattanás jellemzésére használható kritikus paraméterek vizsgálata analitikus, szimulációs és kísérleti módszerekkel.
References
C. Majidi. Soft Robotics: A Perspective – Current Trends and Propescts for the Future, Soft Robotics, Mar. 2014, pp. 5-11.
Stephen P. Timoshenko. Theory of elastic stability, Dover Publications, 2012.
B. Gorissen, D. Melancon, N. Vasios, M. Torbati, K. Bertoldi. Inflatable soft jumper inspired by shell snapping, Science Robotics, May 2020, 5.42
Dassault Systèmes. Abaqus version 6.20., 2020.
E. Riks. An incremental approach to the solution of snapping and buckling problems, International Journal of Solids and Structures, 1979, 15.7, pp. 529–551.
W. Zheng, P. Panagiotis, A. Ali. Soft robotics toolkit; 2023. 10. 31., online: https://softroboticstoolkit.com/.
Z. Robert. Ueber ein Knickungsproblem an der Kugelschale, PhD thesis, 1915.
James M. Hill. Buckling of long thick-walled circular cylindrical shells of isotropic incompressible hyperelastic materials under uniform external pressure, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Apr. 1975, 23.2, pp. 99–112.
E.B. van der Houwen, L.H. Kuiper, J.G.M. Burgerhof, B.F.A.M. van der Laan, and G.J. Verkerke. Functional buckling behavior of silicone rubber shells for biomedical use, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Dec. 2013, 28, pp. 47–54.
