灵活、有弹性的折纸桥梁可以帮助穿越灾区

灵活、有弹性的折纸桥梁可以帮助穿越灾区

折纸传统上涉及制作极其精致的纸质结构,但这种艺术形式的基本原理可能很快就会被调整,以帮助应对棘手的施工情况。这是密歇根大学工程学教授团队设计的一系列新型可折叠组件背后的理论。当使用铰链和锁展开和组装时,研究人员的组件组合在一起,成为极其坚固的模块化结构。鉴于其设计令人印象深刻的耐用性和空间经济性,这些受折纸启发的新建筑可以部署在自然灾害区,甚至外太空。

合作者在 3 月 15 日发表于《自然通讯》杂志的一项新研究中详细介绍了他们的工作。虽然创造者在第一次测试中使用了中密度纤维板框架以及铝制铰链和锁定机制,但他们相信塑料、玻璃外壳或金属等材料在未来的迭代中都可以发挥作用。

在一个实验室示例中,工程师们利用了面积为一平方英尺的格子状重复三角形纤维板和金属铰链。尽管这些部件的总重量仅为 16 磅,但它们可以组合成一根 3.3 英尺高的柱子,能够支撑超过 2 吨的重量。在另一个场景中,1.6 英尺宽的立方体折纸部件可以展开并组装成多个结构,例如 6.5 英尺高的“公交车站”、13 英尺高的垂直建筑柱或相同大小的人行天桥。

为了实现改进的建筑设计,工程师们意识到一致性比选择性加固更重要。

[相关:微型飞行器利用折纸技术像树叶一样落下。]

过去,其他工程师尝试策略性地加厚折纸建筑材料的某些区域,而研究人员则以标准化厚度制造组件,以便更均匀地分布重量负荷。其成果——模块化均匀厚度折纸结构 (MUTOIS) 系统——不仅解决了这一长期存在的应力分布问题,还可以根据用户的需求(例如尺寸、用途和材料)实现极大的可定制性。

某些部件可以是完全实心的,也可以在重复的三角形框架内包含部分开口。例如,根据该团队的论文,人行天桥的底座采用实心面板,两侧采用桁架面板,以“高效承载”。这些模块还允许根据需要更换和修理单个部件。

MUTOIS 系统目前依赖于简单的连接器,而不是更专业的自锁设计。因此,这些结构需要人们手动构建他们想要的项目,而不是机器人辅助或工厂组装。尽管如此,该团队相信进一步的研究可以继续扩大 MUTOIS 系统的潜在效用,以帮助建造“航空航天系统、外星栖息地、机器人、机械设备等”。

<<:  花费近 50 万美元,你也可以在地球上空的“太空气球”里享用晚餐

>>:  Rivian 的升级版 R2 电动 SUV 迎来了一款复古风格的跨界兄弟车型

推荐阅读

迪克西大火有望成为加州有史以来最大的火灾

这篇文章最初于 2021 年 7 月 20 日发表,现已更新。据美国国家跨部门消防中心称,截至 9 ...

早上好!便便老师——娱乐价值与教育价值的全面评估

“早上好!”“Unko Sensei”——新的早晨传统《Ohayo!》于 2024 年 7 月 26...

《五人的力量》评论:引人入胜的故事和深刻的人物

《五禽戏的力量》的号召力与评价概述《五的力量》是一部动画电影,于1937年1月1日上映,由铃木宏正导...

A频道:生活类动画的魅力与评价

A-Channel A-CHANNEL 动画 - A-Channel A-Channel 动画■ 公...

《圣斗士的尾巴》的魅力与评价:少女英雄的新可能

圣泰尔:华丽盗贼的故事及其魅力■ 公共媒体电视动画系列■ 原创媒体漫画■ 播出时间1995 年 10...

微型车牌可以帮助我们避开太空垃圾

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家开发出一种微型激光车牌,可安装在太空卫星上。洛斯阿拉莫斯国家...

新发现的洞穴艺术讲述了婆罗洲历史上的黑暗故事

马来西亚沙捞越州婆罗洲岛上的 Gua Sireh 洞穴以其主室墙壁上的数百幅木炭画而闻名。现在,来自...

不容错过的动漫体验“生日奇境”的魅力与评价

生日仙境:丰富多彩的冒险和自我发现之旅2019年4月26日上映的电影《生日奇境》是根据原著小说改编的...

足球物理学和放气门科学

新闻报道称,新英格兰爱国者队在与印第安纳波利斯小马队的 AFC 冠军赛中使用的 12 个比赛用球中有...

《Gadulin》的魅力与评价:不容错过的动漫体验

Gadulin - OVA的难忘魅力1990 年 3 月 1 日,东宝影像发行的 OVA《Gadul...

《Washimo》第一季的吸引力与评价:独特的世界观和人物感染力

《Washimo》第 1 季 工藤勘九郎的世界观和 NHK 教育电视台的魅力《Washimo》是改编...

鸭嘴兽奶可能会让我们免受细菌感染,但这还不是它们最好的地方

你可能听说过鸭嘴兽将拯救我们免于抗生素耐药性。这可能是真的,也可能不是。但我们确实知道的是:它们绝对...

未来可能用蟹壳制作可持续电池

有人说,我们这个时代是电池时代。新电池和改进型电池,或许比其他任何东西都更能使手机、智能设备和电动汽...

《彗星小姐》的魅力与评价:治愈系动画的新标准

彗星小姐——怀旧魔法少女和她在地球上的冒险■ 公共媒体电视动画系列■ 原创媒体漫画■ 播出时间196...

《战争结束的夏天》:一个感人的故事及其评论

战争结束的夏天 - Sensou ga owattanatuni 1990年12月8日上映的动画片《...