Magneto-sensitive bistable soft actuators: Experiments, simulations, and applications

双稳态 执行机构 材料科学 电磁铁 磁场 梁(结构) 磁电机 电压 机械 磁铁 机械工程 光电子学 物理 光学 电气工程 工程类 量子力学 医学 替代医学 病理
作者
Xue Hou,Yin Liu,Guangchao Wan,Zhe Xü,Chunsheng Wen,Hui Yu,John X. J. Zhang,Jianbao Li,Zi Chen
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:113 (22) 被引量:29
标识
DOI:10.1063/1.5062490
摘要

Bistable structures featuring two stable states have been widely applied in designing fast and high-force-output actuators under various types of stimuli, such as mechanical force, swelling, thermal expansion, and so on. In this paper, we designed a magneto-actuated mechanism to realize the reversible shape transition between two curved stable configurations of a buckled beam using magneto actuation. The beam is composed of a silicone elastomer matrix with embedded micro-sized iron particles. The magnetic response of these iron particles endows the composite beam with the ability to snap from one stable shape to the other when the magnitude of the surrounding magnetic field exceeds the threshold value. By separately analyzing the electric-magnetic field and the magnetic-mechanical field, we formulate a simple and efficient computational method to numerically predict the critical current on the onset of snap-through. The computational and experimental critical currents show good agreement for different material and geometrical parameters, including the thickness of the beams, iron particle mixing ratios of the material, and the distances of the beam to the electromagnet. The proof-of-concept design is demonstrated to be efficient in the application of a magneto-responsive soft switch and a catapult for ejecting small objects, providing new insights into designing contactless, low-voltage-actuated bistable structures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
悦007完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
田様应助清脆南蕾采纳,获得10
3秒前
Criminology34应助无情的宛儿采纳,获得10
3秒前
无花果应助无情的宛儿采纳,获得10
3秒前
悦007发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
七之完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
stefdee发布了新的文献求助10
6秒前
JamesPei应助彩色诗云采纳,获得10
7秒前
duanyimeng发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Hello应助南兮采纳,获得10
9秒前
10秒前
heima发布了新的文献求助10
10秒前
junglebag完成签到,获得积分20
11秒前
无花果应助唯我文乃采纳,获得10
11秒前
充电宝应助风格采纳,获得30
12秒前
随行完成签到 ,获得积分10
13秒前
春色未软旧苔痕完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
坚强的山芙完成签到,获得积分10
17秒前
CodeCraft应助Gtingting采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
熊猫文文发布了新的文献求助10
21秒前
蒋蒋完成签到,获得积分10
22秒前
情怀应助dmeng采纳,获得10
22秒前
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
echo发布了新的文献求助20
25秒前
汉堡包应助你好采纳,获得10
26秒前
26秒前
26秒前
cfplrbs发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
李多多完成签到,获得积分10
28秒前
你在烦恼什么完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Teacher Wellbeing: A Real Conversation for Teachers and Leaders 600
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5405424
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4523745
关于积分的说明 14095053
捐赠科研通 4437438
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2435688
邀请新用户注册赠送积分活动 1427810
关于科研通互助平台的介绍 1406086