基于Miura构形的折纸管抗屈曲能力研究

为提高轴心受压构件的吸能能力,基于变角度Miura折纸构形形成八边形的管状构件.将折纸构形的折痕区分为完美铰折痕和抗弯刚度未被削弱的连续折痕,根据折痕的不同位置特征,构建了4种不同的折痕布置方案.运用有限元分析比较了在轴心压力作用下具有相同几何参数的三层折纸管分别采用不同折痕布置方案时的荷载位移曲线、应力分布和侧向变形能力.研究表明:当将斜向谷线折痕设置为完美铰折痕、其余折痕设置为连续折痕时,折纸管的侧向弯曲减小了52.3%,发生整体屈曲的时刻延后了38.5%,具有比其余方案更佳的抑制整体屈曲的能力,是增强折纸管抗屈曲能力的有效方法.该研究结果可运用于较长折纸管上,以改善折纸管屈曲后失稳的问题.

基于Skewed Miura构型的周期可展结构变带隙分析研究

基于折纸构型的周期结构在一定条件下具有带隙特性,能阻止特定频率的弹性波在结构中传播,这种带隙特征可以调节,为减振结构的开发提供了新思路.对基于Skewed Miura折纸构型的周期性可展结构变带隙机理进行研究.推导了Skewed Miura折纸构型的几何关系,并利用布洛赫波分析框架研究了该构型的带隙情况.将Skewed Miura单元的几何形状和折纸构型的折叠状态作为设计变量,找出该构型的最大带隙值和相应的折展状态.对比发现,Skewed Miura构型带隙的数量及大小明显大于Miura构型,且带隙位置所处频率范围较低.本研究为减振结构的开发提供了新的结构形式.