Структурная ткань: 9.2.1. Структурные ткани

Содержание

Структурные ткани | dekora.group

Искусственная замша, Искусственная кожа, Мебельная микрофибра, Мебельные велюры, Структурные ткани, Ткани с принтом

Выбираем обивку: 5 типов мебельных тканей для использования в интерьере

В ассортименте мебельных тканей Dekora Group представлено пять категорий обивочных материалов, которые объединяют несколько разновидностей мебельных тканей. На что же нужно обратить внимание при выборе мебельных тканей?

Искусственная замша, Искусственная кожа, Мебельная микрофибра, Мебельные велюры, Структурные ткани, Ткани с принтом

Велюр, рогожка или искусственная кожа: как выбрать и купить мебельную ткань

Многообразие предложений рынка мебельных тканей поражает – натуральные и искусственные, с рисунком и однотонные, с разным типом переплетения, плотностью и экологичностью. Но чтобы купить мебельную ткань, и не ошибиться в выборе, нужно обратить внимание на основополагающие критерии.

Искусственная замша, Искусственная кожа, Мебельная микрофибра, Мебельные велюры, Структурные ткани, Ткани с принтом

Правила ухода за мебельными тканями

Используя всего лишь один инструмент – ткань, можно создать оригинальный интерьер как в классическом стиле, так и в эксклюзивном модерновом. Но что можно сказать об удобстве использования мягкой мебели с покрытиями SIC Global Textiles? Насколько прост уход за тканями?

Искусственная замша, Искусственная кожа, Мебельная микрофибра, Мебельные велюры, Новости, Структурные ткани, Ткани с принтом

Dekora Group предлагает мебельные ткани оптом производителям и реставраторам мягкой мебели

Современный мебельный текстиль может быть востребован фабриками, центрами по реставрации, перетяжке и обивке мягкой мебели, а также студиями дизайна интерьеров. В наличии на складе широкий ассортимент структурных и фактурных мебельных тканей в стиле моноколор, а также выбор тканей с принтами.

Искусственная замша, Мебельные велюры, Структурные ткани

Контроль качества SIC Global Textiles: что нужно знать о прочности и износостойкости мебельных тканей

Компания Dekora Group – официальный поставщик мебельных тканей SIC Global Textiles. Все велюры, жаккарды, рогожки и другие обивочные материалы этого производителя соответствуют ряду аккредитованных промышленных стандартов. Но что же означают характеристики качества ткани, которые приводятся в технической карте?

структурная единица, химический состав, физические свойства, строение компактного и губчатого вещества.

Костная
ткань состоит
из клеток
(остеоцитов, остеобластов, остеокластов),
волокон
(коллагеновых) и минерализованного
основного
вещества,
содержащего кристаллы гидроксиапатитов.
Структурная единица остеон (см. ниже).

Виды
костной ткани:

  • грубоволокнистая
    костная ткань
    имеет неупорядоченное расположение
    коллагеновых волокон и клеток; находится
    в костных швах и местах прикрепления
    к костям сухожилий;

  • пластинчатая
    костная ткань
    состоит из пластинок, образованных
    параллельно расположенными коллагеновыми
    волокнами, и остеоцитов расположенных
    в лакунах между пластинками.
    Эта костная ткань образует кости
    скелета;

  • дентиноидная
    костная ткань     образует
    вещество зуба.

Химический
состав костей.
В состав
кости входят вода (50%), органические и
минеральные вещества (соли кальция,
фосфора и микроэлементы). Органические
вещества придают кости упругость и
эластичность, минеральные – прочность.

Строение
пластинчатой костной ткани:

Пластинки
пластинчатой костной ткани образуют
компактное
и губчатое вещество.

Компактное
вещество
покрывает кости снаружи. В нем костные
пластинки прилежат плотно друг к другу
и образуют остеоны. Остеон
(гаверсова система)
система концентрических пластинок
расположенных вокруг канала остеона
(гаверсова канала).

Губчатое вещество
находится под компактным. Пластинки в
губчатом веществе образуют костные
перекладины, которые переплетаются и
формируют трехмерные сети. В ячейках
губчатого вещества находится красный
костный мозг.

Химический
состав костей.
В состав
кости входят вода (50%), органические и
минеральные вещества (соли кальция,
фосфора и микроэлементы). Органические
вещества придают кости упругость и
эластичность, минеральные – прочность.

8. Кость, как орган.

Строение кости
как органа.
Кости, в основном, образованы различными
видами соединительной ткани:

Пластинчатая
костная ткань
составляет основную массу кости и
образует компактное и губчатое вещество;

Волокнистая
соединительная ткань
образует надкостницу, покрывающую кость
снаружи;

Гиалиновая
хрящевая ткань
покрывает суставные поверхности костей;

Ретикулярная
соединительная ткань
образует красный костный мозг, который
находится в ячейках губчатого вещества.

9. Классификация костей.

Виды
костей:

  • трубчатые
    кости (короткие и длинные)
    – построены из компактного и губчатого
    вещества и имеющие костномозговую
    полость (канал). Длинные трубчатые кости
    являются рычагами движения и составляют
    скелет конечностей (плечевая, локтевая,
    лучевая, бедренная и др. кости). В длинных
    трубчатых костях различают: тело
    (диафиз), 2 конца (эпифиза) и промежуточные
    части (метафизы). Короткие трубчатые
    кости составляют скелет дистальных
    участков конечностей (кости плюсны,
    пясти, фаланги пальцев).

  • губчатые
    кости     –
    кости, содержащие большое количество
    губчатого вещества, снаружи покрытые
    тонким слоем компактного. Пример: ребра,
    грудина, позвонки, кости запястья.

  • плоские
    кости     –
    состоят из тонкого слоя губчатого
    вещества, расположенного между двумя
    пластинками компактного. Пример:
    лопатка, теменная кость.

  • смешанные
    – кости, слившиеся из нескольких частей,
    имеющие разную форму, функцию и развитие.
    Пример: кости основания черепа.

High Performance Tent Fabric & Structural Fabric

Herculite Tent and Structure Fabrics разрабатывается, производится и поддерживается Herculite, Inc., частной глобальной компанией со штаб-квартирой в Эмигсвилле, штат Пенсильвания. Вот уже более 60 лет компания Herculite является инновационным лидером в производстве гибкого композитного текстиля для различных областей применения, от защиты от солнца до здравоохранения.

Ткани для палаток и конструкций от Herculite удовлетворяют все потребности в палатках и полустационарных конструкциях. Компании по аренде палаток зависят от бренда Herculite Architent®, в то время как Architent Excel® является признанным лидером в области обширных полустационарных конструкций. Линия Showtime® от Herculite предлагает самый широкий в отрасли спектр ярких цветов для особых аттракционов, а палатки для военных поддерживаются Herculite Military Fabrics.

Несмотря на то, что линия Herculite Tent and Structure Fabrics широка и разнообразна, некоторые основные черты присутствуют во всех брендах, включая красивую эстетику; повышенная устойчивость к вредным ультрафиолетовым лучам, плесени и грибку; исключительная стойкость к истиранию при сборке и разборке; фирменная технология защиты от проколов; легкость очистки; универсальность от полупрозрачного до полного затемнения; врожденная огнестойкость; повышенная окупаемость инвестиций; и снижение общей стоимости владения.

Когда речь идет о самых передовых и самых надежных в отрасли материалах для палаток и полустационарных конструкций, компания Herculite является признанным лидером в производстве гибкого композитного текстиля.

Подробнее

Торговые марки Herculite® Tent и Structure Fabrics

Торговые марки Herculite Tent and Structure Fabrics охватывают полный спектр гибких композитных тканей для изготовления и строительства палаток и полустационарных конструкций всех типов, включая опоры, каркасы и четкий промежуток.

Компания Herculite может предоставить такое разнообразие предложений по двум причинам: обширный опыт нашей команды в области гибкого текстиля и наш сертифицированный по стандарту ISO 9001 производственный центр в Пенсильвании. Каждый бренд Herculite Tent и Structure Fabric представляет собой оптимальную рецептуру материалов из США, передовой молекулярной химии и запатентованных процессов, что приводит к уникальным решениям, адаптированным для каждого применения.

Торговые марки тканей для палаток и каркасов Herculite включают:

Architent® — Аренда палаток
Architent Excel® — Полупостоянные конструкции
Showtime® — Цветовая линия палаток
Herculite® Military — Палатки для армии США текстиль для изготовления арендных тентов как в светопрозрачном, так и в блэкаутном исполнении. Ведущие производители палаток в стране полагаются на марку Architent, потому что в результате получаются палатки с длительным сроком службы, привлекающей внимание эстетикой, защитой от точечных отверстий и устойчивостью к ультрафиолетовым лучам, плесени, грибку и истиранию.

Палатки, изготовленные под торговой маркой Architent, обеспечивают компаниям по аренде палаток повышенную рентабельность инвестиций и более низкую общую стоимость владения, поскольку эти палатки сохраняют свой самый выгодный статус аренды «Класса А» в течение продолжительных периодов времени.

Полустационарные конструкции

Когда речь идет о прочности, безопасности и эстетике, требуемой от полустационарных конструкций, лучшим выбором в отрасли является Architent Excel. Этот гибкий композитный текстиль разработан с учетом высоких требований к производительности больших конструкций, обеспечивая долговечность, долговечность и безопасность. Доступные как в светонепроницаемой, так и в полупрозрачной конструкции, Architent Excel устойчива к ультрафиолетовому излучению и проста в обслуживании, поэтому пользователи могут быть уверены, что их полупостоянные конструкции поддерживают положительное впечатление от бренда.

Tent Color Line

Бренд Showtime предлагает самый широкий в отрасли выбор ярких цветов. Эта линейка ярких глянцевых цветов включает 17 оттенков, идеально подходящих для тематических парков и мероприятий. Компании по аренде палаток также предлагают своим клиентам красочные варианты, включая изготовленные палатки Showtime. Ткани Showtime доступны в полупрозрачных и затемняющих вариантах и ​​хорошо известны своей сверхгладкой поверхностью. Как и все ткани для палаток и структур Herculite, ткани Showtime отличаются исключительной устойчивостью к УФ-излучению, что увеличивает срок службы.

Ткани для палаток и конструкций Herculite® Собственные особенности

Одним из многих секретов успеха тканей для палаток и конструкций Herculite является акцент на специальных характеристиках. Именно эти уникальные особенности отличают Herculite Fabrics от конкурентов и позволяют клиентам адаптировать палатки и конструкции к конкретным потребностям.

Специальные функции Herculite Tent and Structure Fabrics включают:

Rain-Kleen® — варианты верхнего покрытия
Herculite WideSide® — эффективное изготовление боковых стенок
Architent StarFree Blackout®                                   . , Herculite Tent and Structure Fabrics сочетает в себе несколько компонентов для создания продуктов, специально разработанных для конкретных применений. В дополнение к тщательно отобранным компонентам ткани Herculite Tent и Structure Fabrics также включают два варианта верхнего покрытия, которые облегчают очистку и обеспечивают дополнительный уровень защиты от вредного воздействия УФ-лучей и других факторов окружающей среды. В настоящее время доступны два варианта верхнего покрытия: 9№ 0003

  • Rain-Kleen — это запатентованное составное верхнее покрытие, применимое в большинстве экологических ситуаций, обеспечивающее превосходную простоту очистки и долговечность.
  • Rain-Kleen PVDF (поливинилидендифторид) — это усовершенствованная форма верхнего покрытия для тканей для палаток и структур Herculite, которая идеально подходит для суровых условий окружающей среды, таких как сильная жара, холод и засушливая среда.
Herculite WideSide®

Эффективное изготовление боковых стенок

Изготовление боковых стенок для палаток и конструкций может быть трудоемким и дорогостоящим процессом для производителей палаток и конструкций. Чтобы упростить изготовление боковин и снизить расходы, Herculite предлагает ткань, специально разработанную для боковин. Ткань Herculite WideSide шире, чем большинство отечественных предложений, что позволяет производителям палаток снизить затраты и повысить эффективность изготовления боковых панелей.

Architent StarFree Blackout®

Предотвращение проколов

Одной из самых больших проблем для компаний по аренде палаток является предотвращение проколов, которые могут возникнуть в результате манипуляций во время установки и снятия. Проколы или звездное сияние — одна из основных причин, по которой компании по аренде перемещают палатки из ассортимента «класса А» в менее выгодное предложение.

Ткани для палаток и структур Herculite практически устранили проблему проколов и звездных бликов благодаря технологии Architent StarFree Blackout. Этот эксклюзивный подход включает запатентованную систему стабилизированного непрозрачного слоя, которая не только обеспечивает полное затемнение при первоначальном изготовлении палатки, но также обеспечивает расширенную защиту от затемнения в случае истирания во время установки и демонтажа палатки.

Процесс обнаружения предоставляется стратегическим клиентам бесплатно и включает следующие важные этапы:

Планы внедрения обычно включают ресурсы Herculite и клиентов, а также могут включать продукты или услуги других торговых партнеров. Конечной целью процесса обнаружения является повышение рентабельности инвестиций, которое Herculite считает наиболее ценным показателем для любой стратегии усовершенствования продукта или процесса.

Идентификация возможности клиента или проблемы

Документирование возможностей и проблем, а также их финансовых последствий

Исследование выявленных возможностей или проблем

Организованные сеансы мозгового штурма с клиентами под руководством Herculite

Определение потенциальных стратегий и выбор пути вперед

Создание подробного плана реализации, включая прогнозируемый возврат инвестиций

Реализация плана

Измерение результатов на основе рентабельности инвестиций

Учебный центр Herculite®

Добро пожаловать в учебный центр Herculite Tent and Structure Fabrics. Мы разработали Учебный центр как ресурс, где клиенты могут получить глубокие знания о материалах и технологиях, связанных с проектированием, проектированием, производством и обслуживанием передовых материалов для тентов и конструкций. Информация в Учебном центре включает в себя информацию от отделов исследований и разработок и обслуживания клиентов Herculite, а также комментарии наших клиентов.

Herculite выпускает новую ткань для палаток с антимикробной защитой

Подробнее

Компании по аренде: вот как выбрать правильную структуру палатки для мероприятий

Подробнее

Идеи временных ограждений для каждого мероприятия

Подробнее

Почему Architent Showtime® такая популярная ткань

Подробнее

Спросите об этом в магазинах, прежде чем платить за аренду палатки для мероприятий на открытом воздухе

Подробнее

Из чего состоит хорошая временная палатка?

Подробнее

Американское производство: почему это важно

Подробнее

Военные ткани: использование и применение

Подробнее

Herculite назван «Лучшим поставщиком ткани для палаток» читателями журнала InTents Magazine

Подробнее

9002 В дополнение к материалам в нашем Учебном центре члены команды Herculite по исследованиям и разработкам, технической поддержке и обслуживанию клиентов доступны в любое время, чтобы ответить на ваши вопросы и обсудить наилучший подход к применению нашего гибкого композитного текстиля для ваших конкретных потребностей.

Одобрено заказчиком

Использование технологии Herculite Discovery для инновационного решения

Tentnology®, ведущая компания по производству палаток и конструкций, базирующаяся в Британской Колумбии, Канада, является прекрасным примером того, как хорошо организованный творческий подход поставщика материалов и клиента может привести к инновационному решению.

Будучи клиентом Herculite Tent and Structure Fabrics в течение 20 лет, Tentnology обратилась к Herculite за технической помощью в удовлетворении уникальных потребностей в тканях для одной из линеек арендованных палаток компании. В то время как Tentnology хотела получить устойчивую к истиранию ткань с защитой от точечных отверстий, которые могут возникнуть при длительном использовании, она также хотела, чтобы ткань была легче, чем ведущая в отрасли линия тканей для палаток Herculite Architent, в которой используется технология StarFree Blackout компании.

«Задействовав Tentnology в нашем процессе исследования, мы определили, что для этой конкретной линии палаток им не нужна функция 100-процентного затемнения StarFree, поэтому мы разработали более легкую непрозрачную ткань, в которой используется наша запатентованная непрозрачная система клея и индивидуальная тканый холст», — сказал Джефф Спаркс, директор по продажам Herculite Tent and Structure Fabrics. «Результатом является ткань, которая отвечает всем их потребностям в защите от проколов, но при этом имеет меньший вес. Это отличный пример того, как наш подход к партнерству в цепочке поставок и процесс открытия Herculite могут привести к уникальным решениям для наших клиентов».

Компания Tentnology, расположенная недалеко от Ванкувера, Британская Колумбия, за последние 20 лет получила множество наград в знак признания своего творческого подхода к проектированию и строительству палаток и сооружений. Он известен специально разработанными конструкциями, которые были развернуты на объектах с высокой видимостью, таких как Всемирный торговый центр, Управление портов Нью-Йорка, Долливуд и Мир Диснея. Tentnology также является ведущим поставщиком для компаний по аренде палаток по всей Северной Америке, используя линейку гибкого композитного текстиля Architent от Herculite.

«Люди в Herculite творческие и непредубежденные, и они работали с нами, чтобы удовлетворить наши потребности, инвестируя свои возможности в области исследований и разработок», — сказал Али Рияз, руководитель производства Tentnology, «Джефф Спаркс и его команда в Herculite знают ткани и мы знаем дизайн и конструкцию палатки, поэтому мы смогли

найти решение, которое устроит нас обоих. Нет никаких сомнений в том, что Herculite предлагает лучшую ламинированную ткань для палаток, доступную на сегодняшний день».

Процесс поиска Herculite — это запатентованный подход, который Herculite предлагает своим клиентам для изучения возможностей усовершенствования продукта и разработки новых продуктов, а также усовершенствования операционной деятельности. Целью процесса обнаружения является предоставление клиентам максимально возможной отдачи от инвестиций и минимально возможной совокупной стоимости владения.

«Мы можем сотрудничать с нашими клиентами в процессе обнаружения, потому что у нас есть огромный опыт работы на рынке палаток и конструкций, а также у нас есть инфраструктура, которая способствует инновациям», — сказал Спаркс.

Ткани для палаток и структур Herculite предлагаются компанией Herculite, Inc. из Эмигсвилля, штат Пенсильвания, лидером в производстве синтетических тканей более 60 лет. Ткани для палаток и конструкций от Herculite разработаны и изготовлены с учетом исключительной эстетики, долговечности и простоты в обращении, что обеспечивает компаниям по аренде палаток превосходную окупаемость инвестиций и более низкую общую стоимость владения.
Для получения дополнительной информации о Tentnology посетите веб-сайт www.tentnology.com. Чтобы узнать больше о тентовых и структурных тканях Herculite, посетите сайт www.herculite.com.

Структурированные ткани с регулируемыми механическими свойствами

  • Артикул
  • Опубликовано:
  • Ифань Ван
    ORCID: orcid.org/0000-0003-2284-520X 1,2 na1 ,
  • Лючи Ли
    ORCID: orcid.org/0000-0002-1360-4757 1 na1 ,
  • Дуглас Хофманн 3 ,
  • Хосе Э. Андраде 1 и
  • …
  • Кьяра Дарайо
    ORCID: orcid. org/0000-0001-5296-4440 1  

Природа
том 596 , страницы 238–243 (2021)Цитировать эту статью

  • 24 тыс. обращений

  • 51 цитирование

  • 480 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Предметы

  • Машиностроение
  • Механические свойства
  • Мягкие материалы

Abstract

Структурированные ткани, такие как плетеные листы или кольчужные доспехи, получают свои свойства как от составляющих материалов, так и от их геометрии 1,2 . Их конструкция может обеспечивать желаемые характеристики, такие как высокая ударопрочность, терморегуляция или электрическая проводимость 3,4,5 . Однако после реализации свойства тканей обычно фиксируются. Здесь мы демонстрируем структурированные ткани с регулируемым модулем изгиба, состоящие из трехмерных частиц, уложенных в слоистую кольчугу. Кольчуги соответствуют сложным формам 2 , но при надавливании на их границы частицы сцепляются и кольчуги заедают. Показано, что при малом внешнем давлении (около 93 кПа) листы становятся более чем в 25 раз жестче, чем в их релаксированной конфигурации. Это резкое увеличение сопротивления изгибу возникает из-за того, что сцепленные частицы обладают высоким сопротивлением растяжению, в отличие от того, что наблюдается у рыхлых гранулированных сред. Мы используем моделирование дискретных элементов, чтобы связать микроструктуру кольчуги со свойствами макромасштаба и интерпретировать экспериментальные измерения. Мы обнаружили, что кольчуги, состоящие из различных невыпуклых зернистых частиц, претерпевают заклинивающий фазовый переход, который описывается характерной степенной функцией, сходной с поведением обычных выпуклых сред. Наша работа предлагает пути к легким, настраиваемым и адаптивным тканям с потенциальными применениями в носимых экзоскелетах, тактильных архитектурах и реконфигурируемых медицинских опорах.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

  • Систематический обзор носимых роботизированных экзоскелетов нижних конечностей для вспомогательной локомоции

    • Шуан Цю
    • , Чжунцай Пей
    •  … Чжиюн Тан

    Журнал бионической инженерии
    Открытый доступ
    28 октября 2022 г.

  • Мягкие поверхности с программируемой формой за счет быстрого электромагнитного срабатывания сетей из жидких металлов.

    • Синьчэнь Ни
    • , Хайвен Луан
    •  … Джон А. Роджерс

    Связь с природой
    Открытый доступ
    23 сентября 2022 г.

  • Влияние параметров процесса теплого изостатического прессования (WIP) на механические свойства деталей из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), изготовленных аддитивным способом

    • Пак Сон Дже
    • , Пак Сон Джун
    •  … Иль Хёк Ан

    Международный журнал передовых производственных технологий
    Открытый доступ
    14 сентября 2022 г.

Варианты доступа

Подписаться на журнал

Получить полный доступ к журналу на 1 год

199,00 €

всего 3,90 € за выпуск

Подписаться

Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

Купить статью

Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

$32,00

Купить

Все цены указаны без учета стоимости.

Рис. 1: Дизайн и прототип спроектированной кольчужной ткани. Рис. 2: Испытания на изгиб и растяжение с переменным всесторонним давлением. Рис. 3: Информация о микроструктуре, полученная в результате моделирования при различных ограничивающих давлениях. Рис. 4. Реконфигурируемость формы, настраиваемая ударопрочность и применение.

Доступность данных

Данные, подтверждающие результаты этого исследования, можно получить у соответствующего автора по разумному запросу и в Интернете (https://github.com/Daraio-lab/StructuredFabricsTunable-WangY).

Ссылки

  1. Чен, X., Тейлор, Л. В. и Цай, Л. Дж. Обзор производства трехмерных тканых заготовок для композитов. Текст. Рез. Дж . 81 , 932–944 (2011).

  2. Engel, J. & Liu, C. Создание металлической микрообработанной кольчужной ткани. Дж. Микромех. Микроэнг . 17 , 551–556 (2007).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  3. Табией, А. и Нилакантан, Г. Баллистическое воздействие сухих тканых композитов: обзор. Заяв. мех. Версия . 61 , 010801 (2008 г.).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  4. «>

    Cai, L. et al. Прогревание тела человека нанопористой металлизированной полиэтиленовой тканью. Нац. Коммуна . 8 , 496 (2017).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  5. Stoppa, M. & Chiolerio, A. Носимая электроника и умные ткани: критический обзор. Датчики 14 , 11957–11992 (2014).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  6. Mondal, S. Материалы с фазовым переходом для умных тканей — обзор. Заяв. Терм. англ . 28 , 1536–1550 (2008).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  7. Gauvreau, B. et al. Изменяющие цвет и перестраиваемые по цвету ткани из фотонных волокон с запрещенной зоной. Опц. Экспресс 16 , 15677–15693 (2008 г.).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  8. «>

    Черенак, К., Зиссет, К., Кинкельдей, Т., Мюнценридер, Н. и Тростер, Г. Тканые электронные волокна с функциями распознавания и отображения для интеллектуальных тканей. Доп. Мать . 22 , 5178–5182 (2010).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  9. Черенак, К. и ван Питерсон, Л. Умные ткани: проблемы и возможности. J. Appl. Физ . 112 , 091301 (2012).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  10. Chen, J. et al. Структурированная ткань с микрокабелем для одновременного сбора солнечной и механической энергии. Нац. Энергия 1 , 16138 (2016).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  11. Ploszajski, A.R., Jackson, R., Ransley, M. & Miodownik, M. 4D-печать магнитных кольчуг для биомедицинских приложений экзоскелета. MRS Adv . 4 , 1361–1366 (2019).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  12. Liu, A.J. & Nagel, S.R. Джемминг — это уже не просто круто. Природа 396 , 21 (1998).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  13. Лю, А. Дж. и Нагель, С. Р. Переход с заклиниванием и твердое тело с краевым заклиниванием. год. Преподобный Конденс. Материя Физ . 1 , 347–369 (2010).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  14. Bi, D., Zhang, J., Chakraborty, B. & Behringer, R. P. Заклинивание сдвигом. Природа 480 , 355–358 (2011).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  15. Jaeger, H. Празднование 10-летия Soft Matter : к созданию помех по замыслу. Мягкая материя 11 , 12 (2015).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  16. Наранг, Ю. С., Влассак, Дж. Дж. и Хоу, Р. Д. Механически универсальные мягкие машины с помощью ламинарного заклинивания. Доп. Функц. Мать . 28 , 1707136 (2018).

    Артикул

    Google ученый

  17. Браун, Э. и др. Универсальный роботизированный захват на основе заклинивания сыпучего материала. Проц. Натл акад. науч. США 107 , 18809–18814 (2010 г.).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  18. Wang, Y. et al. Архитекторные решетки с адаптивным поглощением энергии. Экстремальный мех. Письмо . 33 , 100557 (2019).

    Артикул

    Google ученый

  19. «>

    Эймелаеус-Линдстрем, П., Уиллманн, Дж., Тиббитс, С., Грамазио, Ф. и Колер, М. Заклинившие архитектурные сооружения: к крупномасштабному реверсивному строительству. Гранул. Материя 18 , 28 (2016).

    Артикул

    Google ученый

  20. Браун, Э., Насто, А., Афанассиадис, А. Г. и Джагер, Х. М. Усиление деформации в случайных упаковках запутанных гранулированных цепей. Физ. Преподобный Письмо . 108 , 108302 (2012).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  21. Дыскин А.В., Эстрин Ю., Канель-Белов А.Я., Пастернак Э. Новая концепция проектирования материалов и конструкций: сборки из взаимосвязанных элементов тетраэдрической формы. Скр. Мать . 44 , 2689–2694 (2001).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  22. Дыскин А. В., Пастернак Э., Эстрин Ю. Безрастворные конструкции на основе топологических блокировок. Фронт. Структура Гражданский англ . 6 , 188–197 (2012).

    Google ученый

  23. Цвебен, К., Смит, В. и Уордл, М. Методы испытаний прочности волокна на растяжение, модуля композитного материала при изгибе и свойств ламинатов, армированных тканью. В Композитные материалы: испытания и проектирование (пятая конференция) 228–262 (1979).

  24. Манти, М., Какуччиоло, В. и Чианкетти, М. Жесткость в мягкой робототехнике: обзор современного уровня техники. Робот IEEE. Автомат . 23 , 93–106 (2016).

    Артикул

    Google ученый

  25. Wang, L. et al. Контролируемая и обратимая настройка жесткости материала для роботов. Матер. Сегодня 21 , 563−576 (2018).

    Google ученый

  26. «>

    Meng, H. & Li, G. Обзор реагирующих на стимулы полимерных композитов с памятью формы. Полимер 54 , 2199–2221 (2013).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  27. Уайт, Т. Дж. и Броер, Д. Дж. Программируемая и адаптивная механика с жидкокристаллическими полимерными сетями и эластомерами. Нац. Мать . 14 , 1087–1098 (2015).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  28. Джексон, Дж. А. и др. Механические метаматериалы, реагирующие на поле. Науч. Дополнение . 4 , eaau6419 (2018).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  29. Biggs, J. et al. Электроактивные полимеры: разработки и перспективы диэлектрических эластомеров. Анжю. хим. Междунар. Эд . 52 , 9409–9421 (2013).

    Артикул
    КАС

    Google ученый

  30. Кавамото, Р., Андо, Э., Виджиани, Г. и Андраде, Дж. Э. Метод дискретных элементов с набором уровней для трехмерных вычислений с трехосным исследованием. Дж. Мех. физ. Твердые вещества 91 , 1–13 (2016).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    MathSciNet

    Google ученый

  31. Кавамото, Р., Андо, Э., Виджиани, Г. и Андраде, Дж. Э. Все, что вам нужно, это форма: прогнозирование полос при сдвиге в песке с помощью LS-DEM. Дж. Мех. физ. Твердые вещества 111 , 375–392 (2018).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google ученый

  32. Ли, Л., Марто, Э. и Андраде, Дж. Запись распределения сил между частицами в гранулированном материале с помощью LS-DEM. Гранул. Материя 21 , 43 (2019).

    Артикул

    Google ученый

  33. «>

    Кандалл, П. А. и Страк, О. Д. Л. Дискретная численная модель для зернистых сборок. Geotechnique 29 , 47–65 (1979).

    Артикул

    Google ученый

  34. Маймудар, Т. С. и Берингер, Р. П. Измерение контактной силы и вызванная напряжением анизотропия в гранулированных материалах. Природа 435 , 1079–1082 (2005).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  35. Silbert, L. E. et al. Стекание гранул по наклонной плоскости: накипь Багнольда и реология. Физ. Ред. E 64 , 051302 (2001).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  36. Мискин, М. З. и Джагер, Х. М. Адаптация гранулированных материалов посредством искусственной эволюции. Нац. Мать . 12 , 326–331 (2013).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    КАС

    Google ученый

  37. «>

    Пратапа, П. П., Лю, К. и Паулино, Х. Геометрическая механика узоров оригами, демонстрирующая переключение коэффициента Пуассона путем нарушения назначения гор и долин. Физ. Преподобный Письмо . 122 , 155501 (2019).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    MathSciNet
    КАС

    Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Мы благодарим К. Лю за обсуждения; A. Pate, H. Ramirez и M. Zuleta за печать алюминиевых кольчуг; Д. Руффатто за помощь в печати прототипов на ранних стадиях; и С. Фан за помощь в фотографировании напечатанного на 3D-принтере образца на рис. 1г, е и 4а, б. Ю.В. и К.Д. признательны за поддержку фонда Foster and Coco Stanback Space Innovation, Facebook и гранта Военного исследовательского бюро W911NF-17-1-0147. Л.Л. и Дж.Е.А. выражаем поддержку со стороны Исследовательского бюро армии (грант MURI номер W911НФ-19-1-0245). Это исследование было проведено в Калифорнийском технологическом институте и Лаборатории реактивного движения по контракту с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства и финансировалось через Программу фонда президента и директора. Вычислительные ресурсы были предоставлены Центром высокопроизводительных вычислений Калифорнийского технологического института.

Информация об авторе

Примечания автора

  1. Эти авторы внесли равный вклад: Yifan Wang, Liuchi Li

Авторы и филиалы

  1. Отдел инженерных и прикладных наук Калифорнийского технологического института, Пасадена, Калифорния, США

    Ифан Ван, Лючи Ли, Хосе Э. Андраде и Кьяра Дарайо

    90 Механическая школа и Аэрокосмическая техника, Наньянский технологический университет, Сингапур, Сингапур

    Yifan Wang

  2. Лаборатория реактивного движения/ Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США

    Douglas Hofmann

Авторы

  1. Yifan Wang

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  2. Liuchi Li

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  3. Douglas Hofmann

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Академия

  4. José E. Andrade

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  5. Chiara Daraio

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Contributions

Y.W. и К.Д. разработал структуру образца и эксперименты. Ю.В. изготовил образец, провел эксперименты и проанализировал экспериментальные данные. Л.Л. и Дж.Е.А. разработал модель LS-DEM. Л.Л. выполнила моделирование LS-DEM и проанализировала численные результаты. D.H. напечатал металлическую кольчугу. Ю.В., Л.Л. и К.Д. написал рукопись. Все авторы интерпретировали результаты и рассмотрели рукопись.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Кьяра Дарайо.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Информация о рецензировании Nature благодарит Laurent Orgeas и других анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы.

Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Рисунки и таблицы с расширенными данными

Расширенные данные Рис. 1 Конструкция «цифрового двойника» и оболочки.

a , Фактическая геометрия частицы (слева) и соответствующие узлы и триангуляции поверхности построенного цифрового двойника (справа). b , Соответствующие «сетки» построенного цифрового двойника с цветом, указывающим кратчайшее расстояние до поверхности частицы со знаком. c , d , Начальные конфигурации оболочек (представленных соединенными сферами) и зернистых сборок с ( c ) и без ( d ) топологической блокировки. Центроиды трех соседних сфер образуют треугольник с площадью поверхности A и нормалью к внутренней поверхности n . e , Распределение вероятностей радиусов составляющих мембранных сфер оболочки, используемой для переплетенного листа ткани (синий, c ) и непереплетенной сборки (красный, d ). Обозначение ±0,025 указывает нижнюю и верхнюю границу для каждого значения, показанного на 9Ось 0291 x .

Расширенные данные Рис. 2. Моделирование испытания на изгиб и иллюстрация того, как мы разделили каждый контакт на «сжимающий» или «растягивающий».

a , Эволюция общей кинетической энергии (синий) и общего числа контактов (красный) всех составляющих частиц листа ткани при двух ограничивающих давлениях: 13 кПа (верхняя панель) и 93 кПа (нижняя панель). b , Изменение общего числа контактов для одного и того же листа ткани на этапе моделирования «только изотропное сжатие» для шести различных приложенных ограничивающих давлений. c , Эволюция среднего отклонения нагруженных частиц во время этапа моделирования «добавлен трехточечный изгиб» для тех же шести различных приложенных ограничивающих давлений. d , На каждом из подрисунков F представляет собой вектор общей контактной силы, а n 1 и n 2 представляют собой векторы, указывающие от положения контакта к соответствующему местоположению центра тяжести каждой контактной частицы.

Расширенные данные Рис. 3 Подробная информация о частицах и тканях, созданных в 3D.

Левая колонка. Вероятностное распределение длин ребер цифрового двойника для всех пяти дополнительно рассматриваемых форм (выделено красным цветом) по сравнению с полым октаэдром (выделено синим цветом). На вставке S и N представляют собой общую площадь поверхности рассматриваемой геометрии частиц и количество узлов соответствующего цифрового двойника соответственно, а S 0 и N 0 представляют те полого октаэдра и его цифрового двойника. Правая колонка, соответствующие собранные листы (один слой) вместе с более пристальным взглядом на связанный узор блокировки.

Дополнительные данные Рис. 4 Детали классической кольчужной ткани.

То же сравнение, что и на рис. 4 с расширенными данными для классических кольчуг, состоящих из кольцеобразных ( a ) и квадратных частиц ( b ). Левый столбец: вероятностное распределение длин ребер цифрового двойника для двух разных форм кольчуги (выделено красным) по сравнению с полым октаэдром (выделено синим цветом). Правая колонка, соответствующие собранные листы кольчуги (один слой) вместе с более пристальным взглядом на связанный узор блокировки.

Расширенные данные Рис. 5 Сравнение экспериментальных и численных результатов двухслойных тканей, состоящих из частиц разной формы и нагруженных в разных направлениях.

a , Сравнение экспериментальных результатов и результатов моделирования тканей, состоящих из взаимосвязанных частиц, состоящих из трех ортогональных колец. b , c , Модули изгиба и растяжения по разным направлениям для тканей, состоящих из частиц, построенных из трех ортогональных колец ( b ) и кубической рамы ( c ). Планки погрешностей, показанные на (а) и (б), представляют собой стандартные отклонения, полученные из пяти отдельных экспериментов и четырех отдельных симуляций.

Таблица расширенных данных 1 Доля упаковки различных листов ткани при различных ограничивающих давлениях и параметры подгонки, использованные для степенной зависимости, показанной на рис. 3g

Таблица полного размера

Таблица расширенных данных 3 Значения параметров модели, использованных в этом исследовании

Таблица полного размера

Таблица расширенных данных 4 Коэффициент Пуассона, полученный в ходе испытаний на одноосное растяжение при различных давлениях для тканей с тремя геометрическими формами частиц

Полноразмерная таблица

Дополнительная информация

Видео 1

Моделирование LS-DEM, показывающее два слоя ткани при приложении ограничивающего давления P = 13 кПа (вверху) с последующим испытанием на трехточечный изгиб (внизу).

Видео 2

Моделирование LS-DEM, показывающее два слоя ткани при приложении ограничивающего давления P = 93 кПа (вверху) с последующим испытанием на трехточечный изгиб (внизу).

Видео 3

Эксперимент, снятый высокоскоростной камерой (100-кратное воспроизведение), показывающий, как шарик из нержавеющей стали ударяется о ткани со скоростью 3 м/с при нулевом ограничивающем давлении.

Видео 4

Эксперимент, снятый высокоскоростной камерой (100-кратное воспроизведение), показывающий, как шарик из нержавеющей стали ударяется о ткани со скоростью 3 м/с при ограничивающем давлении 67 кПа.

Права и разрешения

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

  • Что такое форма? Характеристика морфологии частиц с помощью генетических алгоритмов и глубоких генеративных моделей

    • Р. Буарке де Маседо
    • С. Монфаред
    • Х. Э. Андраде

    Гранулы (2023)

  • Мягкие поверхности с программируемой формой за счет быстрого электромагнитного срабатывания сетей из жидких металлов.

    • Синьчэнь Ни
    • Хайвен Луан
    • Джон А. Роджерс

    Nature Communications (2022)

  • Динамически перепрограммируемая поверхность с саморазвивающейся формой.

    • Юн Бай
    • Хелин Ван
    • Сяоюэ Ни

    Природа (2022)

  • Адаптивные материалы, спроектированные в пространстве и времени

    • Сяосин Ся
    • Кристофер М. Спадаччини
    • Джулия Р. Грир

    Материалы Nature Reviews (2022)

  • Систематический обзор носимых роботизированных экзоскелетов нижних конечностей для вспомогательной локомоции

    • Шуан Цю
    • Чжунцай Пей
    • Чжиюн Тан

    Журнал бионической инженерии (2022)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.