Extremely Deformable Structures

اخیراً، یک محرک تحقیقاتی جدید از این مشاهدات حاصل شده است که ساختارهای نرم، مانند سیستم‌های بیولوژیکی، اما همچنین لاستیک و ژل، ممکن است در یک رژیم پس از بحران، که در آن عناصر الاستیک در معرض تغییر شکل‌های شدید هستند، کار کنند. هنوز هم عملکردهای مکانیکی عالی از خود نشان می دهد. این قلمرو «مکانیک شدید» است که این کتاب به آن می‌پردازد.

امکان بهره‌برداری از ساختارهای بسیار تغییر شکل‌پذیر، فرصت‌های فناوری جدید و غیرمنتظره‌ای را باز می‌کند. به طور خاص، چالش طراحی مکانیسم‌های تغییر شکل‌پذیر و دوپایدار است که می‌توانند به عملکرد مکانیکی برتر دست یابند و می‌توانند تأثیر زیادی بر چندین کاربرد با فناوری پیشرفته، از جمله الکترونیک قابل کشش، سرپانتین‌های نانولوله، سازه‌های قابل استقرار برای مهندسی هوافضا، استقرار کابل داشته باشند. اقیانوس، اما همچنین حسگرها و محرک‌های انعطاف‌پذیر و جاذب‌های ارتعاش.

خوانندگان با انواع موضوعات مرتبط به هم مرتبط با مکانیک سازه‌های بسیار تغییر شکل‌پذیر، با تأکید بر دوشاخه، ناپایداری و رفتار غیرخطی، هر دو در رژیم های شبه ایستا و پویا. روش‌های نظری، عددی و تجربی ضروری و به‌روز به عنوان ابزاری برای پیشرفت به سمت مدل‌سازی رضایت‌بخش رفتار غیرخطی سازه‌ها پوشش داده شده‌اند.

Recently, a new research stimulus has derived from the observation that soft structures, such as biological systems, but also rubber and gel, may work in a post critical regime, where elastic elements are subject to extreme deformations, though still exhibiting excellent mechanical performances. This is the realm of ‘extreme mechanics’, to which this book is addressed.

The possibility of exploiting highly deformable structures opens new and unexpected technological possibilities. In particular, the challenge is the design of deformable and bi-stable mechanisms which can reach superior mechanical performances and can have a strong impact on several high-tech applications, including stretchable electronics, nanotube serpentines, deployable structures for aerospace engineering, cable deployment in the ocean, but also sensors and flexible actuators and vibration absorbers.

Readers are introduced to a variety of interrelated topics involving the mechanics of extremely deformable structures, with emphasis on bifurcation, instability and nonlinear behavior, both in the quasi-static and dynamic regimes. Essential and up-to-date theoretical, numerical and experimental methodologies are covered, as a tool to progress towards a satisfactory modeling of the nonlinear behavior of structures.