折纸开关的精细记忆结构
软凝聚态物质
2021-11-05 v3
摘要
尽管记忆效应出现在长度和时间尺度差异极大的系统中，但将一个具有许多相互作用元素的复杂系统简化到足以被理解而又不丢失复杂行为的简单系统，仍然是一项挑战。在此，我们研究双稳态圆柱折纸如何通过可调交互的记忆行为提供这样一种简化。我们的研究基于作为双态记忆单元的 Kresling 图案折叠片。通过连接若干具有选定激活能的单元，我们构建了一种呈现返回点记忆的一维材料。在全面实验分析单一比特的图案几何与力学响应之间的关系后，我们研究了一个由 4 个串联比特组成的风箱的记忆。由于这些比特解耦，系统退化为 Preisach 模型，并且我们可以通过遵循规定的压缩和伸展序列将风箱驱动到其 16 个允许状态中的任意一个。我们展示了如何通过测量系统近平衡的总高度和刚度来合理区分状态。此外，我们确立了几何上不允许的缺陷稳定构型的存在，其将构型空间扩展到 64 个状态并具有更复杂的转变模式。利用力学的经验考量，我们分析了相应图的分层结构，其中包括伊甸园状态和子图。我们强调了两种不可逆转变，即缺陷的移位和擦除，导致了令人联想到在更复杂玻璃系统中观察到的记忆行为。
引用
@article{arxiv.2106.08243,
title = {The delicate memory structure of origami switches},
author = {Théo Jules and Austin Reid and Karen E. Daniels and Muhittin Mungan and Frédéric Lechenault},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08243},
year = {2021}
}
备注
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