Leveraging the Snap Buckling of Bistable Magnetic Shells to Design a Refreshable Braille Dot

盲文 双稳态 有限元法 屈曲 计算机科学 块(置换群论) 壳体(结构) 过程(计算) 实施 机械工程 模拟 结构工程 工程类 材料科学 几何学 程序设计语言 数学 光电子学 操作系统
作者
Arefeh Abbasi,Tian Chen,Bastien F. G. Aymon,Pedro M. Reis
出处
期刊:Advanced materials and technologies [Wiley]
卷期号:9 (3) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/admt.202301344
摘要

Abstract A design concept is proposed for the building block, a dot , of programmable braille readers utilizing bistable shell buckling, magnetic actuation, and pneumatic loading. The design process is guided by Finite Element simulations, which are initially validated through precision experiments conducted on a scaled‐up, single‐shell model system. Then, the simulations are leveraged to systematically explore the design space, adhering to the standardized geometric and physical specifications of braille systems. The findings demonstrate the feasibility of selecting design parameters that satisfy both geometric requirements and blocking forces under moderate magnetic fields, facilitated by pneumatic loading to switch between the two stable states. While the study is focused on experimentally validated numerical simulations, it is also identify several manufacturing challenges that need to be resolved for future physical implementations .
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