密歇根大学的工程师们首次证明，像桥梁和庇护所这样的承重结构可以用折纸模块制造出来。折纸模块是一种多功能组件，可以折叠得很紧凑，并适应不同的形状。
这是一项进步，可以使社区迅速重建在自然灾害中受损或被摧毁的设施和系统，或者允许在以前被认为不切实际的地方进行建设，包括外层空间。该技术还可以用于需要快速建造和拆卸的结构，例如音乐会场地和活动舞台。
土木与环境工程和机械工程副教授、《自然通讯》杂志的通讯作者Evgueni Filipov说:“由于具有适应性和承载能力，我们的系统可以建造出可用于现代建筑的结构。”
折纸艺术形式的原理允许将较大的材料折叠并折叠到较小的空间中。随着模块化建筑系统获得更广泛的接受，可以轻松存储和运输的组件的应用也在增长。
研究人员多年来一直在努力创造具有必要重量容量的折纸系统，同时保持快速部署和重新配置的能力。密歇根大学的工程师们发明了一种折纸系统来解决这个问题。系统可以创建的示例包括:
一个3.3英尺高的柱子可以支撑2.1吨的重量，而它本身的重量刚刚超过16磅，并且有一个ba占地面积小于1平方英尺。
这个包可以从一个1.6英尺宽的立方体展开，展开到不同的结构中，包括:一个13英尺长的步行桥，一个6.5英尺高的公交车站和一个13英尺高的柱子。
突破的关键在于机械工程研究员、该研究的第一作者朱毅(Yi Zhu)提供的一种不同的设计方法。
“当人们用折纸的概念工作时，他们通常从薄的、被纸折叠的模型开始——假设你的材料像纸一样薄，”朱说。“然而，为了使用折纸建造桥梁和公交车站等常见结构，我们需要数学工具，可以在最初的折纸设计中直接考虑厚度。”
为了提高承重能力，许多研究人员试图在不同的地方加厚他们的薄如纸的设计。然而，密歇根大学的研究小组发现，一致性是关键。
菲利波夫说:“发生的情况是，你在这里加了一层厚度，在那里加了另一层厚度，它们就变得不匹配了。”“因此，当负载通过这些组件时，它开始引起弯曲。
“组件厚度的均匀性是关键，也是当前许多折纸系统所缺少的。当你有了这些，再加上适当的锁定装置，重量就可以均匀地转移到整个结构上。”
除了承载巨大的载荷外，这个被称为模块化和均匀厚折纸启发结构的系统还可以调整其形状，成为桥梁、墙壁、地板、柱子和许多其他结构。
更多信息:Yi Zhu等，大型模块化和均匀厚折纸启发的适应性和承载结构，Nature Communications(2024)。DOI: 10.1038/s41467-024-46667-0由密歇根大学提供引用:盒子里的桥:解锁折纸的力量来生产承重结构(2024,3月18日)检索自2024年3月18日https://techxplore.com/news/2024-03-bridge-origami-power.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
