Programmable Self‐Locking Origami Mechanical Metamaterials

超材料 材料科学 刚度 多稳态 双稳态 控制重构 分段 拓扑(电路) 计算机科学 光电子学 复合材料 物理 工程类 数学 电气工程 数学分析 嵌入式系统 非线性系统 量子力学
作者
Hongbin Fang,Shih‐Cheng A. Chu,Yutong Xia,Kon‐Well Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:30 (15): e1706311-e1706311 被引量:280
标识
DOI:10.1002/adma.201706311
摘要

Abstract Developing mechanical metamaterials with programmable properties is an emerging topic receiving wide attention. While the programmability mainly originates from structural multistability in previously designed metamaterials, here it is shown that nonflat‐foldable origami provides a new platform to achieve programmability via its intrinsic self‐locking and reconfiguration capabilities. Working with the single‐collinear degree‐4 vertex origami tessellation, it is found that each unit cell can self‐lock at a nonflat configuration and, therefore, possesses wide design space to program its foldability and relative density. Experiments and numerical analyses are combined to demonstrate that by switching the deformation modes of the constituent cell from prelocking folding to postlocking pressing, its stiffness experiences a sudden jump, implying a limiting‐stopper effect. Such a stiffness jump is generalized to a multisegment piecewise stiffness profile in a multilayer model. Furthermore, it is revealed that via strategically switching the constituent cells' deformation modes through passive or active means, the n ‐layer metamaterial's stiffness is controllable among 2 n target stiffness values. Additionally, the piecewise stiffness can also trigger bistable responses dynamically under harmonic excitations, highlighting the metamaterial's rich dynamic performance. These unique characteristics of self‐locking origami present new paths for creating programmable mechanical metamaterials with in situ controllable mechanical properties.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Lucifer完成签到,获得积分10
1秒前
共享精神应助123456采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
xinyue946983完成签到,获得积分10
2秒前
ferayn完成签到 ,获得积分10
3秒前
MM发布了新的文献求助10
3秒前
热心傲珊发布了新的文献求助10
3秒前
自觉远山发布了新的文献求助10
3秒前
英姑应助juqiu采纳,获得10
3秒前
4秒前
5秒前
小Dannn啊发布了新的文献求助10
5秒前
LALA发布了新的文献求助10
5秒前
一切都好完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
orixero应助天天向上采纳,获得10
7秒前
7秒前
小k发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
古猫宁发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
清欢完成签到,获得积分10
13秒前
羊毛发布了新的文献求助10
13秒前
天天向上完成签到,获得积分10
13秒前
gaojun发布了新的文献求助10
13秒前
行不行发布了新的文献求助10
14秒前
虚幻百川应助Jello采纳,获得10
16秒前
16秒前
漂亮幻莲发布了新的文献求助10
16秒前
完美世界应助等待毛豆采纳,获得10
17秒前
17秒前
xh发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Theoretical modelling of unbonded flexible pipe cross-sections 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
Minimizing the Effects of Phase Quantization Errors in an Electronically Scanned Array 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5533604
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4621800
关于积分的说明 14580508
捐赠科研通 4561985
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2499748
邀请新用户注册赠送积分活动 1479481
关于科研通互助平台的介绍 1450600