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Variable stiffness property study on shape memory polymer composite tube

机译：形状记忆聚合物复合管的变刚度特性研究

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As a typical smart material, shape memory polymers (SMPs) have the capability of variable stiffness in response to external stimuli, such as heat, electricity, magnetism and solvents. In this research, a shape memory polymer composite (SMPC) tube composed of multi-layered filament wound structures is investigated. The SMPC tube possesses considerable flexibility under high temperature and rigidity under low temperature. Significant changes in effective engineering modulus can be achieved through regulating the environment temperature. Based on the classical laminated-plate theory and Suns thick laminate analysis, a 3D theory method is used to study the effective engineering modulus and modulus ratio of the SMPC tube. The tensile test is conducted on the SMPC tube to verify the accuracy of the theoretical method. In addition, the effective engineering modulus and modulus ratio are discussed under different fiber-winding angles and fiber volume fractions of the SMPC tube. The presented analysis provides meaningful guidance to assist the design and manufacture of SMPC tubes in morphing skin applications.
机译：作为一种典型的智能材料，形状记忆聚合物（SMP）具有响应外部刺激（例如热，电，磁和溶剂）而具有可变刚度的能力。在这项研究中，研究了由多层细丝缠绕结构组成的形状记忆聚合物复合材料（SMPC）管。 SMPC管在高温下具有相当大的柔韧性，在低温下具有刚性。通过调节环境温度，可以实现有效工程模量的显着变化。基于经典层压板理论和Suns厚层压板分析，使用3D理论方法研究SMPC管的有效工程模量和模量比。在SMPC管上进行了拉伸试验，以验证理论方法的准确性。此外，还讨论了在SMPC管的不同纤维缠绕角度和纤维体积分数下的有效工程模量和模量比。提出的分析提供了有意义的指导，以协助SMPC管在变形皮肤应用中的设计和制造。

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