Bangunan tiup generasi berikutnya mempertahankan bentuknya tanpa tekanan yang konstan
Engine

Bangunan tiup generasi berikutnya mempertahankan bentuknya tanpa tekanan yang konstan


Penampungan tiup ini terbuat dari lembaran plastik tebal dan dapat menyembul atau dilipat rata. Kredit: Benjamin Gorissen / David Melancon / Harvard SEAS

Pada tahun 2016, lengkungan karet mendatangkan malapetaka di balapan sepeda Tour de France ketika mengempis dan menimpa pengendara sepeda, melemparkannya dari sepedanya dan menunda balapan sementara para pejabat bergegas membersihkan puing-puing dari jalan raya. Pejabat menyalahkan sabuk pengaman penonton yang lewat untuk runtuhnya lengkungan, tetapi penyebab sebenarnya adalah fisika.

Struktur tiup saat ini, digunakan untuk segala hal mulai dari rumah sakit lapangan hingga kompleks olahraga, bersifat monostabil, yang berarti mereka membutuhkan masukan tekanan yang konstan untuk mempertahankan keadaannya yang menggembung. Kurangi tekanan itu dan struktur kembali ke satu-satunya bentuk stabilnya — datar.

Tetapi bagaimana jika struktur ini memiliki lebih dari satu keadaan stabil? Bagaimana jika lengkungan itu stabil seperti posisinya di tanah?

Sekarang, para peneliti di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) telah mengembangkan struktur tiup bistable yang terinspirasi oleh origami.

Penelitian ini dipublikasikan di Alam.

“Penelitian ini menyediakan jalur langsung untuk generasi baru sistem tiup skala besar yang kuat yang terkunci di tempatnya setelah penyebaran dan tidak memerlukan tekanan terus menerus,” kata Katia Bertoldi, Profesor Mekanika Terapan William dan Ami Kuan Danoff di SEAS dan penulis senior makalah.

Terinspirasi oleh origami dan dipandu oleh geometri, tim peneliti mengembangkan perpustakaan blok bangunan segitiga yang dapat muncul atau dilipat datar dan digabungkan dalam konfigurasi yang berbeda untuk membangun bentuk tertutup dan multistable.

“Kami mengandalkan geometri blok bangunan ini, bukan karakteristik materialnya, yang berarti kami dapat membuat blok bangunan ini dari hampir semua bahan, termasuk bahan yang dapat didaur ulang dengan harga murah,” kata Benjamin Gorissen, seorang rekan di Ilmu Material dan Teknik Mesin di SEAS dan salah satu penulis makalah.

Membawa proses desain mereka ke dunia nyata, para peneliti merancang dan membangun tempat berlindung tiup berukuran 8 x 4 kaki dari lembaran plastik tebal.

“Anda dapat membayangkan tempat penampungan ini dikerahkan sebagai bagian dari tanggap darurat di zona bencana,” kata David Melancon, seorang Ph.D. mahasiswa di SEAS dan rekan penulis pertama makalah. “Mereka bisa ditumpuk rata di atas truk dan Anda hanya perlu satu sumber tekanan untuk mengembang. Setelah dipompa, Anda bisa melepaskan sumber tekanan dan pindah ke tenda berikutnya.”

Tempat penampungan dapat didirikan oleh satu atau dua orang, berbeda dengan selusin atau lebih yang diperlukan untuk membangun rumah sakit lapangan militer saat ini.

Blok penyusun struktur origami ini dapat dicampur dan dicocokkan untuk membuat struktur dalam berbagai bentuk atau ukuran. Para peneliti membangun berbagai struktur lain, termasuk gapura, boom yang dapat diperpanjang, dan struktur bergaya pagoda. Para peneliti juga merancang bentuk dengan lebih dari dua bentuk stabil.

“Kami telah membuka ruang desain yang belum pernah ada sebelumnya dari struktur tiup skala besar yang dapat dilipat datar dan mempertahankan bentuknya tanpa risiko kerusakan yang parah,” kata Chuck Hoberman, Dosen Teknik Desain Pierce Anderson di Sekolah Pascasarjana Desain dan rekan penulis makalah. “Dengan menggunakan penggerak tiup dan dapat dibalik untuk mencapai penutup struktural berdinding keras, kami melihat aplikasi penting, tidak hanya di Bumi, tetapi berpotensi sebagai habitat untuk eksplorasi bulan atau Mars.”


Balon yang dapat diprogram membuka jalan bagi perangkat perubahan bentuk baru


Informasi lebih lanjut:
Struktur origami tiup multistabil pada skala meteran, Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03407-4

Disediakan oleh Sekolah Teknik dan Sains Terapan Harvard John A. Paulson

Kutipan: Terinspirasi oleh origami: Bangunan tiup generasi mendatang mempertahankan bentuknya tanpa tekanan input konstan (2021, 21 April) diambil pada 21 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-origami-next-generation-inflatable -constant-pressure.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagu togel