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Pneumatically controlled lattices with tunable mechanical behavior
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AI
DOI：10.1038/s44172-025-00570-8.png)
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摘要
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屈曲是桁架结构中常见的失效模式，限制了其在某些应用中的使用。杆件发生屈曲的趋势与其局部节点连接性有关。在本工作中，我们引入了一种气动致动策略，通过局部重构其有效节点连接性来主动调节桁架结构的力学行为。通过选择性地将嵌入桁架中的气动致动器充气至具有不同连接性水平的空间模式，我们展示了一种调节力学性能的方法，包括刚度和屈曲响应。最加固的模式可以使屈曲强度相对于自身常规桁架提高121.6%。此外，通过改变输入气压信号，气动控制的桁架的后屈曲行为可以程序化调节。气动控制的桁架将峰值加速度降低了50.9%，展示了增强的冲击缓解能力。这些结果表明，气动致动为在静态和动态载荷下提升结构性能提供了一种多功能方法。由于该策略不依赖于多材料界面或特定单元拓扑结构，因此可以广泛应用于优化各种桁架架构。
Keyword:
lattice structures
buckling
pneumatic actuation
mechanical behavior
tunable stiffness
AI总结
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