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Pandeo de Yoshimura

La linterna Schwarz
Las mangas de Mona Lisa están arrugadas según el patrón de pandeo de Yoshimura.

En ingeniería mecánica , el pandeo de Yoshimura es un patrón de pandeo de malla triangular que se encuentra en cilindros de paredes delgadas bajo compresión a lo largo del eje del cilindro, [1] [2] [3] produciendo una forma corrugada que se asemeja a la linterna de Schwarz . El mismo patrón se puede ver en las mangas de la Mona Lisa . [4]

Este patrón de pandeo debe su nombre a Yoshimaru Yoshimura (吉村慶丸), el investigador japonés que proporcionó una explicación para su desarrollo en un artículo publicado por primera vez en Japón en 1951, [5] y luego republicado en los Estados Unidos en 1955. [6] Sin que Yoshimura lo supiera, [7] Theodore von Kármán y Qian Xuesen habían estudiado previamente el mismo fenómeno en 1941. [8]

El patrón de pliegue para doblar la linterna Schwarz a partir de una hoja de papel plana, una teselación del plano por triángulos isósceles , también se ha llamado el patrón de Yoshimura basado en el mismo trabajo de Yoshimura. [4] [9] El patrón de pliegue de Yoshimura está relacionado con los pliegues Kresling y Hexagonal, y puede enmarcarse como un caso especial del pliegue Miura . [10] A diferencia del pliegue Miura que es rígidamente deformable, tanto el patrón Yoshimura como el Kresling requieren la deformación del panel para doblarse a un estado compacto. [11]

Referencias

  1. ^ Foster, CG (junio de 1979). "Algunas observaciones sobre el patrón de pandeo de Yoshimura para cilindros de paredes delgadas". Journal of Applied Mechanics . 46 (2): 377–380. Bibcode :1979JAM....46..377F. doi :10.1115/1.3424558.
  2. ^ de Vries, Jan (2005). "Investigación sobre el patrón de pandeo de Yoshimura de pequeñas carcasas cilíndricas de paredes delgadas". En Karen Fletcher (ed.). Actas de la Conferencia Europea sobre Estructuras, Materiales y Ensayos Mecánicos de Naves Espaciales 2005 (ESA SP-581). 10-12 de mayo de 2005, Noordwijk, Países Bajos . Vol. 581. Código Bibliográfico :2005ESASP.581E..21D.
  3. ^ Singer, J.; Arbocz, J.; Weller, T. (2002). Experimentos de pandeo, carcasas, estructuras construidas, materiales compuestos y temas adicionales . Vol. 2. John Wiley & Sons Ltd. pág. 640. ISBN 9780471974505.
  4. ^ ab Lang, Robert J. (2018). Giros, teselados y teselaciones: métodos matemáticos para el origami geométrico. CRC Press. Figura 2.23. ISBN 9781482262414.
  5. ^ Nicholas J. Hoff (febrero de 1966). "El comportamiento desconcertante de las capas cilíndricas circulares delgadas en compresión axial". Departamento de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Stanford. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
  6. ^ Yoshimura, Yoshimaru (julio de 1955). Sobre el mecanismo de pandeo de una carcasa cilíndrica circular bajo compresión axial. Memorándum técnico 1390. Comité Asesor Nacional de Aeronáutica.
  7. ^ Dunne, Edward (18 de julio de 2021). "Patrones de aplastamiento de Yoshimura". Más allá de las reseñas: dentro de MathSciNet . Sociedad Matemática Estadounidense.
  8. ^ von Kármán, Theodore ; Tsien, Hsue-Shen (1941). "El pandeo de láminas cilíndricas delgadas bajo compresión axial". Revista de Ciencias Aeronáuticas . 8 (8): 303–312. doi :10.2514/8.10722. MR  0006926.
  9. ^ Miura, Koryo; Tachi, Tomohiro (2010). "Síntesis de poliedros cilíndricos rígido-plegables" (PDF) . Simetría: arte y ciencia, 8º Congreso y exposición de ISIS . Gmünd.{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
  10. ^ Reid, Austin (2017). "Geometría y diseño de fuelles de origami con respuesta ajustable". Physical Review E . 95 (1): 013002. arXiv : 1609.01354 . Bibcode :2017PhRvE..95a3002R. doi :10.1103/PhysRevE.95.013002. PMID  28208390. S2CID  20057718.
  11. ^ Kidambi, Narayanan (2020). "Dinámica del despliegue de origami de Kresling". Physical Review E . 101 (6): 063003. arXiv : 2003.10411 . Código Bibliográfico :2020PhRvE.101f3003K. doi :10.1103/PhysRevE.101.063003. PMID  32688523. S2CID  214611719.