ابر مواد و سازه‌های الهام‌گرفته از تنسگریتی با عملکرد بالا ۲۰۲۲
High Performance Tensegrity-Inspired Metamaterials and Structures 2022

در راستای روندهای کنونیِ توسعه‌ی مواد و سازه‌های نوین، این مجلد به بررسی مفهوم فراماده‌ها و فراسازه‌های با عملکرد بالا و خواص مکانیکی خارق‌العاده، با الهام از سیستم‌های کش‌بستی (Tensegrity) می‌پردازد.

ایده‌ی مواد با خواص بی‌نظیر در اینجا برای شبکه‌های کش‌بستی سلولی در مقیاس‌های مختلف به کار گرفته شده است. سیستم‌های کش‌بستی مزایای متعددی دارند: وزن کم، نسبت سفتی به جرم بالا، قابلیت کنترل ساختاری، امکان استفاده در سیستم‌های هوشمند و تطبیق‌پذیر، و نمایش خواص مکانیکی غیرمعمول. این مطالعه بر شبکه‌های کش‌بستی متمرکز است که معماری داخلی آن‌ها شبیه به فراماده‌های سلولی است، اما هدف از آن‌ها کاربردهای مهندسی عمران در مقیاس‌های غیرمادی است. این اثر، روشی را برای بررسی خواص مکانیکی بی‌نظیر چنین سیستم‌هایی، مبتنی بر رویکردهای گسسته و پیوسته، از جمله بحث در مورد اثرات مقیاس، ارائه می‌دهد. این کتاب ثابت می‌کند که فراسازه‌های کش‌بستی نیز، مشابه فراماده‌های مبتنی بر کش‌بست، قادر به نمایش رفتار مکانیکی فوق‌العاده هستند.

این کتاب برای محققان و دانشمندانی که بر روی فراماده‌ها و سیستم‌های کش‌بستی کار می‌کنند و به دنبال توسعه‌ی راهکارهای جذب انرژی برای صنایع ساختمان و حمل و نقل هستند، مناسب است. یافته‌های توصیف شده در این تک‌نگاشت می‌تواند در سایر زمینه‌های علوم کاربردی، مانند مهندسی عمران، رباتیک و علم مواد نیز مفید باشد.

Following current trends toward development of novel materials and structures, this volume explores the concept of high-performance metamaterials and metastructures with extremal mechanical properties, inspired by tensegrity systems.

The idea of extremal materials is applied here to cellular tensegrity lattices of various scales. Tensegrity systems have numerous advantages: they are lightweight, have a high stiffness-to-mass ratio, are prone to structural control, can be applied in smart and adaptive systems, and exhibit unusual mechanical properties. This study is focused on tensegrity lattices, whose inner architecture resembles that of cellular metamaterials, but which are aimed at civil engineering applications in non-material scales. It proposes a methodology for investigation of extremal mechanical properties of such systems, based on discrete and continuum approaches, including the discussion on scale effects. It proves that, similarly to tensegrity-based metamaterials, tensegrity metastructures are able to exhibit extremal mechanical behaviour.

This book is directed to researchers and scientists working on metamaterials and tensegrity systems, developing energy-absorption solutions for building and transport industry. The findings described in this monograph can also be useful in other fields of applied sciences, such as civil engineering, robotics and material science.