色带剪纸超结构

延展性可预测

通过识别设计-材料过渡阈值，实现了对剪纸超结构变形能力的预测，为高延展性形状变换结构的设计提供了新基础。

陈耀 · Ruoqi, He · Shun, Hu · Ziyang, Zeng · 郭彤 · 冯健 · Sareh, Pooya

Materials and Design 2024

技术优势

变形阶段可分区

变形过程被划分为不同阶段，便于分析和控制。

转折点明确

设计-材料过渡阈值标志着变形行为从几何设计主导转向材料性能主导，为实际应用设定了变形能力的极限。

延展性可预测

基于变形机制推导出延展性预测模型，并通过实验验证了准确性，可为设计提供定量指导。

几何优化自动化

利用遗传算法和内点法开发了优化几何参数的算法，可高效寻找最优剪纸图案。

应用场景

• 柔性电子：利用其高延展性制造可拉伸导线和传感器。
• 医用支架：设计高变形能力的支架以适应血管形态。
• 可展开结构：实现从紧凑到展开状态的大变形。
• 形状变换超材料：通过几何设计实现可编程的形状变换。