美国学者开发像折纸相同的桥梁未来将协助灾后救援、太空探究等

时间: 2024-03-22 来源:行业新闻

  折纸传统上涉及到极端精美的纸结构的发明,但这种艺术形式的根底原理或许很快就会被调整,以协助应对困难的施工环境。这便是密歇根大学工程教授团队规划的一系列新的可折叠部件背面的理论。考虑到其规划令人形象十分深入的耐用性和空间经济性,这种以折纸为创意的新式修建可以布置在天然灾害区,乃至外太空。

  机械工程研讨员Yi Zhu(右)和土木与环境工程和机械工程副教授Evgueni Filipov在密歇根大学北校区乔治·G·布朗实验室大楼的实验室作业。

  论文作者在3月15日的《天然通讯》上宣布的一项新研讨中具体的介绍了他们的作业。尽管发明者在第一次测验中使用了中密度纤维板结构以及铝铰链和确定组织,但他们信任塑料、外包玻璃或金属等资料都可以在未来的迭代中发挥作用。

  在一个实验室比如中,工程师们使用了一平方英尺的格子状重复三角形纤维板和金属铰链。尽管这些部件一共只要16磅重,但它们能组合成一个3.3英尺高的立柱,可以支撑2吨以上的分量。在另一种情况下,一个1.6英尺宽的立方体折纸部件可以打开并拼装成多个结构,例如6.5英尺高的“公交车站”、13英尺高的笔直修建柱或相同巨细的步行桥。

  尽管曩昔其他工程师企图战略性地加厚折纸修建资料的某些区域,但研讨人员发明了具有规范厚度的组件,以完成更均匀散布的分量负载。其成果——模块化且均匀厚的折纸启示结构(MUTOIS)体系——不只处理了这一长期存在的应力散布问题,还答应依照每个用户的需求(如尺度、用处和资料)进行巨大的定制。

  某些部分可以是彻底实心的,也可以在重复的三角形结构内包括部分开口。例如,依据该团队的论文,人行天桥的底座选用实心板,两边选用桁架板,以完成“有用承载”。这些模块还答应依据要换掉和修补单个部件。

  MUTOIS体系现在依赖于简略的连接器,而不是更专业的自锁规划。因而,这些结构需求人们手动构建他们想要的项目,而不是机器人辅佐或工厂拼装。但是,尽管如此,该团队信任,进一步的研讨可以持续扩展MUTOIS体系的潜在用处,以协助建造“航空航天体系、地外栖息地、机器人、机械设备等”。