自由自发弯曲各向异性条带的多稳态性

多稳态结构是具有多个稳定构象的物体，以简单的开关为例。连续介质版本通常是弹性复合板或壳，例如常见的卷尺或啪啪手环，两者都表现出两种稳定构型：卷起和展开。在此，我们考虑了具有自发高斯曲率的一类通用多稳态各向异性条带的能量景观。我们表明，虽然具有非零高斯曲率的条带可以是双稳态的，但具有正自发曲率的条带总是双稳态的，且与弹性模量无关；而具有自发负曲率的条带仅在存在自发扭转且满足条带在拉伸和剪切下的相对刚度的特定条件时才是双稳态的。此外，当各向异性条带的弯曲刚度较小时，它们可以变为三稳态。我们的研究补充并扩展了各向异性壳的多稳态理论，并为这些结构提出了新的设计准则。