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题名尺寸无关参数对三浦折纸结构稳态特性的影响研究
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作者
王家梁
舒申
楚凯
张宇
周浩
胡俊峰
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机构
江西理工大学机电工程学院
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出处
《工程设计学报》
2025年第4期452-462,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52165011)
江西省自然科学基金资助项目(20212BAB204028)
+1 种基金
江西省自然科学基金重点项目(联合资助)(20202ACBL204009)
江西省研究生创新专项资金项目(YC2023‒S652)。
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文摘
双稳态折纸结构具有快速变形、负刚度和可储能等特性,在解决实际工程问题方面具有广阔的应用前景。目前,双稳态折纸结构的构型设计与稳态特性调控多从折痕长度、相邻折痕夹角等尺寸参数入手,但部分折纸结构的稳态特性受尺寸参数的影响很小,且在实际应用中对整体结构的尺寸往往存在一定限制。为此,以三浦折纸结构为研究对象,基于势能方程分析了其折痕长度、相邻折痕夹角和初始折展角度等参数对势能壁垒的影响规律,发现初始折展角度对三浦折纸结构稳态特性的影响最大。随后,通过实验分析了折痕制成角度与预折叠角度等尺寸无关参数对初始折展角度的影响,并展示了不同折痕制成角度下三浦折纸结构失稳输出力、失稳时间等稳态特性的变化。最后,以基于三浦折纸结构的水上折纸机器人为例,在其尺寸参数不变的情况下,通过更改折痕制成角度使其游动速度提升了70%。研究结果为双稳态折纸结构的性能调控与实际应用提供了一种新思路。
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关键词
三浦折纸结构
双稳态
初始折展角度
折纸机器人
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Keywords
Miura origami structure
bistable
initial folding angle
origami robot
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分类号
TH122
[机械工程]
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