Investigación / Metamateriales

Arcos que saltan al cambiar el patrón de curvatura

A partir de Michał Zmyślony, Ammar Khan, John S. Biggins, “Snapping and switching of elastic arches with patterned preferred curvature”, Physical Review Research (2026), doi:10.1103/56f8-8gsx.

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Investigación, no una herramienta de diseño. Nada de esto es un resultado de ingeniería.

Cambiá el ancho de un segmento curvo y el umbral en que un arco poco profundo cambia de lado.

Del pandeo de Euler al salto de equilibrio

Un arco empotrado almacena el acortamiento en su forma. El patrón de curvatura preferida se acopla a sus modos de pandeo. Las ecuaciones (2) y (3), arXiv v2 páginas 3–4, describen el equilibrio de ángulo pequeño y el espectro de compresión. Este experimento usa un patrón rectangular centrado.

El motor de producción de Stabileo calcula 16 modos con 64 elementos de pórtico 2D. Una capa de investigación proyecta la curvatura sobre esos modos y resuelve la restricción de compresión del artículo. El mismo código Rust corre como WASM y genera la reproducción.

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Validación y fuentes

Para un ancho estimulado del 70%, el artículo da α/√ε = 21,52 (arXiv v2 página 3, después de la Ec. 2). La curva de referencia se genera con el software de los autores del registro Zenodo 18256271, con licencia CC-BY-4.0. Es una referencia numérica, no una validación experimental.

Umbral publicado para un ancho del 70%
21,52
Modos de Stabileo + ecuaciones del arco
21,51730
Curva de Zenodo: error relativo máximo
0,1821% · Tolerancia 0,3%
Refinamiento de malla y modos
0,04% · Tolerancia 0,1%
Primera carga de Euler
0,0000129% · Tolerancia 0,001%
Segunda carga de Euler
0,00005393% · Tolerancia 0,001%

Artículo y ecuaciones suplementarias · Datos y software de Zenodo

Es un modelo de equilibrio poco profundo e inextensible. El salto conecta equilibrios; no simula la dinámica ni reproduce mediciones de laboratorio. El método de longitud de arco del motor rechaza desplazamientos impuestos y cargas térmicas, por lo que no se usa aquí. Solo se estudian patrones centrados y pequeños acortamientos.

Citar esto

Stabileo Research, “Arcos que saltan al cambiar el patrón de curvatura”, reproducción de Michał Zmyślony, Ammar Khan, John S. Biggins (2026), doi:10.1103/56f8-8gsx. Implementación: research/mechanics/biggins-2026 en el commit 8068cd16ea2c. Motor: el motor de Stabileo en el mismo commit. Se prevén enlaces permanentes a esta compilación exacta.