最新论文——单自由度刚性可平折立方体结构

From:                                                 Date: 2020-11-20

        刚性折纸是一种特殊折纸类型，其在连续折叠过程中面板不会发生任何变形，因而受到数学家、科学家和工程师等越来越多的关注。数学家曾证明封闭多面体不能实现刚性折叠，并且近来的研究主要关注无上表面箱形结构的刚性折叠。因此，如何实现封闭多面体的单自由度刚性平折是一个很大挑战。在多面体表面引入切口则为解决该难题提供了更多可能。
        天津大学机械工程学院博士研究生顾元庆与其导师陈焱教授，通过在非刚性折纸立方体结构表面上引入对角线折痕和一个对角线切口,提出了单自由度刚性可平折立方体的新型设计方法。在考虑对角线折痕所有的排布情况后，共获得了四种具有不同折叠特性的立方体折痕图案。基于刚性折纸与球面机构的运动学等价特性，通过引入并分析相应的球面机构网格揭示了四个折纸立方体的运动特性。研究成果可用于设计包括立方体形纸箱、小卫星、集装箱等在内的可展结构以满足多种工程应用的需求。

   

   

4R-5R-4R-5R 折纸立方体

   

   

4R-4R-5R-5R 折纸立方体

   

   

4R-4R-4R-6R 折纸立方体

   

   

5R-4R-5R-4R 折纸立方体

        该成果于2020年9月8日被期刊International Journal of Solids and Structures接收，并于10月6日在线发表。

Yuanqing Gu, Yan Chen, 2020, Origami cubes with one-DOF rigid and flat foldability, International Journal of Solids and Structures, 207, 250-261.
(https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2020.09.008)