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题名三浦折纸超材料结构数字化设计与模型验证
被引量：5
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作者
陈耀
叶王杰
史佳遥
冯健
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机构
东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期2019-2029,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51978150,5205041033)。
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文摘
折纸结构在航空航天、柔性电子、汽车船舶和建筑结构等领域具有较好的应用前景.三浦折纸单元沿三向拓展可构建出三浦折纸超材料结构,具有高孔隙、可自锁、平面折展、负泊松比、形态可控等特性.为了便于生成折纸超材料结构的复杂三维模型、推广应用于缓冲吸能结构及可展结构,本文利用Matlab和Grasshopper软件,发展了三浦折纸超材料结构的数字化设计方法,利用数字化建模及3D打印技术,实现了零厚度及非零厚度三维折纸模型的统一建模,并开展了物理模型验证分析,探讨了3D打印制作折纸超材料结构模型的优缺点;推导了三浦折纸超材料的折痕长度、相对密度、折叠率等特性与几何参数的关系,利用Abaqus/Explicit软件开展了结构准静态压缩过程分析与验证,揭示相对密度对结构吸能指标的影响规律.研究结果表明,折纸超材料结构数字化设计方法高效、准确,便于结构选型及优化分析,所得三维模型结果与理论值吻合较好.当胞元面板构型、面板厚度及结构折痕总长不变时,相对密度较小的三浦折纸超材料结构具备更为优异的吸能效率.
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关键词
三浦折叠
力学超材料
数字化设计
几何分析
吸能
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Keywords
Miura-ori
mechanical metamaterials
digital design
geometric analysis
energy absorption
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分类号
TU357
[建筑科学—结构工程]
TU311.4
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题名基于群论的空间可展开结构自由度分析
被引量：1
- 2
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作者
范琳梓
叶王杰
陈耀
陆晨浩
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机构
三江学院土木工程学院
东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室
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出处
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2022年第4期120-128,共9页
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基金
国家自然科学基金(51978150)。
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文摘
为了开发构型新颖、生命力强、便于运输和储藏的空间可展开结构,使其满足所处环境的时间、空间等苛刻条件,适应特殊任务的实际需求,亟需开展空间可展开结构的自由度及折展性能分析。由于现有可展结构多具有一定的对称性,基于群论方法,从对称学角度解析结构可动的本质,提出判别对称体系可动性的充分条件。根据几何约束性质,运用矩阵理论和变分原理,推导了可展结构中典型构成单元的位移协调矩阵。利用对称子空间,推导了机构位移模态、自应力模态的对称表示,并以闭合环形可展开结构为研究对象,开展了结构自由度分析。研究工作有助于新型空间可展开结构的研发与设计,为可展结构及其衍生结构的进一步研究与应用提供了理论基础。
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关键词
可展结构
对称
闭合环形
机构位移模态
折展行为
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Keywords
deployable structures
symmetry
closed-loop
internal mechanism modes
folding behavior
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分类号
O317
[理学—一般力学与力学基础]
TH113.2
[理学—力学]
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