Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2508.06903

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2508.06903 (cond-mat)
[提交于 2025年8月9日 ]

标题: 一种异常降低细长纤维增强复合结构刚度的铰链效应

标题: A hinge effect that anomalously decreases the stiffness of slender fiber-reinforced composite structures

Authors:Vivek Khatua, Debashish Das, G. K. Ananthasuresh
摘要: 我们提供了关于嵌入纤维导致纤维增强聚合物复合材料刚度异常降低的实验证据。 带有碳纤维的壳体在压缩载荷下表现出约20%的刚度降低和100%的强度增加。 我们通过纤维拔出测试排除了由于浸渍不完善导致的纤维脱粘作用,该测试表明纤维-基体界面在纤维方向上是牢固的。 因此,我们假设纤维允许基体材料像铰链一样绕其旋转。 我们通过分析模型和实验数据验证了这一现象,我们称之为铰链效应,适用于嵌入细长复合梁中的纤维的小变形和大变形。 我们还展示了利用嵌入纤维实现山折和谷折的可折叠和可展开板的设计。 此外,铰链效应需要进一步研究纤细复合结构中纤维如何产生异常柔性的物理机制。 这种效应可以被有效地用于设计新型折纸结构和柔性且坚固的顺应机构。
摘要: We present experimental evidence for an anomalous decrease in stiffness in a fiber-reinforced polymer composite because of the embedded fiber. A shell with carbon fiber showed about 20% less stiffness and 100% more strength under compressive loading. We ruled out the role of debonding of fiber due to imperfect impregnation by using a fiber-pullout test, which revealed that the fiber-matrix interface is strong in the direction of the fiber. Therefore, we hypothesize that a fiber allows the matrix material to rotate around it as in a hinge. We corroborate this phenomenon, which we call the hinge effect, with analytical modelling and experimental data for small and large deformations of a fiber embedded in slender composite beams. We also demonstrate the design of foldable and deployable sheets with hill and valley folds enabled by the embedded fibers. Moreover, the hinge effect warrants further research into physics of how fibers in slender composite structures give rise to the anomalous flexibility. This effect can be gainfully used in designing novel origami structures and compliant mechanisms should be flexible and strong.
评论: 信函格式;6 图 9 页
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft)
引用方式: arXiv:2508.06903 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2508.06903v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06903
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Vivek Khatua [查看电子邮件]
[v1] 星期六, 2025 年 8 月 9 日 09:33:49 UTC (4,187 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.soft
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cond-mat

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号