Multistable design and tunable performance of locally-elastically-connected clustered tensegrity structure

张拉整体 多稳态 超弹性材料 弹性能 刚度 双稳态 联轴节(管道) 结构工程 能量(信号处理) 顺应机制 变形(气象学) 机制(生物学) 材料科学 理论(学习稳定性) 势能 恢复力 振动 圈地 能量转换 机械能 变硬 非线性系统 绳子 铰链 控制理论(社会学) 工程类 机械工程 消散 变形机理 能量法 计算机科学 执行机构 振动控制 机械 应变能 吸收(声学) 结构稳定性 包含能量 高效能源利用 滑轮
作者
Huanan Hao,Xiaolong Zhang,Mingrui Zhang,Ruilan Tian
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:35 (2): 025017-025017
标识
DOI:10.1088/1361-665x/ae3ff8
摘要

Abstract Tensegrity structures based on sliding cable mechanisms demonstrate dynamically tunable load-bearing capacities and configuration adaptive behaviors, offering versatile frameworks for multifunctional engineering applications. This paper proposes a locally-elastically-connected clustered tensegrity structure (LEC-CTS) utilizing a commercial elastic rope with large deformation capacity. The LEC-CTS employs a coupled design consisting of horizontal and vertical cables (HC and VC). The elastic potential energy of the HC increases monotonically, while that of the VC increases initially and then decreases. This coupling is responsible for generating of multistability in the structure. This mechanism is validated by deriving closed-form expressions for the LEC-CTS energy and restoring force using an Ogden-type hyperelastic constitutive model in conjunction with D’Alembert’s principle. The study systematically investigates the effects of structural geometric parameters, elastic cable configurations, and parameters on the steady-state response. The results indicate that LEC-CTS’s stability performance can be modulated among monostable, sustained steady-state, and bistable states through control of the stiffness ratio n . The variable stiffness design of elastic cables in LEC-CTS significantly changes energy regulation efficiency. The energy release-to-absorption ratio decreases by 40% (from 52% to 12%), and the ratio of released energy to initially absorbed energy increases by 21% (from 77% to 98%). The sliding-cable mechanism enables up to 650% extension in operational range, providing a pronounced performance advantage over fixed-cable configurations. In comparison, the fixed cable configuration exhibits multitransitional behavior suitable for graded energy absorption and multi-threshold mechanical equipment.
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
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
刚刚
sheepm完成签到,获得积分10
1秒前
吴军霄发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
may发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
寒冷尔柳完成签到,获得积分10
3秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
808完成签到,获得积分10
3秒前
哈哈哈哈嗝完成签到,获得积分10
3秒前
CipherSage应助fengdengjin采纳,获得10
3秒前
3秒前
在水一方应助冷静未来采纳,获得10
4秒前
Ztao发布了新的文献求助10
4秒前
微信研友完成签到,获得积分20
4秒前
白开水完成签到,获得积分20
5秒前
yqq完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
ll完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
李等等完成签到 ,获得积分10
8秒前
情怀应助kyria采纳,获得10
8秒前
王kk发布了新的文献求助10
9秒前
李爱国应助妮妮采纳,获得10
9秒前
凌乱完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
晓效完成签到,获得积分10
10秒前
qin完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
田瑜完成签到,获得积分10
10秒前
慕青应助友好南珍采纳,获得10
10秒前
11秒前
陈情完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
研友_VZG7GZ应助周亚平采纳,获得10
11秒前
一斤发布了新的文献求助10
11秒前
12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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7746857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9294817
关于积分的说明 20226273
捐赠科研通 7327035
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308204
关于科研通互助平台的介绍 2460152
邀请新用户注册赠送积分活动 2320010