ملخصات الأبحاث

بِنى مستوحاة من الأوريجامي ذات أطوار استقرار متعددة بأبعاد مترية

.D. Melancon et al

  • Published online:

في تطبيقات متنوعة، بدءًا من أغطية الملاعب الرياضية إلى الأشرعة الشمسية، يُعتمد على قابلية بعض المواد للانتفاخ من أجل تصميم بِنًى كبيرة تستطيع الانكماش سريعًا إلى جزء من حجمها. ولطالما استُخدِم نَهْجان رئيسان لتصميم أنظمة قابلة للانتفاخ. يتضمن النهج الأول والأكثر استخدامًا آليات تقوم على عناصر طولية مترابطة تستطيع أن تنتفخ وتنكمش في آن واحد، وتبقى أحيانًا على حالها من خلال عناصر ذات طورَي استقرار. أمَّا النهج الثاني، فيستخدم أغشية قابلة للنفخ، تتحول إلى الأشكال المُستهدفة من خلال مُدخل واحد لمصدر ضغط، بيد أنه لا يمكن بسهولة استخدام أي من النهجين لتصميم مجال مغلق يستطيع البقاء على حالته بعد الانتفاخ. وعلى سبيل المثال، يُعَد دمج غطاء واق في الإنشاءات القائمة على عناصر طولية موصلة ببعضها بعضًا أمرًا صعبًا، فيما تحتاج الأنظمة العاملة بالهواء المضغوط إلى التعرُّض لضغط مستمر للاحتفاظ بشكلها المنتفخ. 

وفي هذا البحث المنشور، يستوحي الباحثون فكرة من فن الأوريجامي – أي الفن الياباني لطَيّ الورق – لتصميم بِنًى قابلة للانتفاخ، يمكن توسعتها، ذات جدران جامدة، وحالات استقرار متعددة. ويسترشد الباحثون بتحليلات وتجارب هندسية لإنشاء مجموعةمن أشكال الأوريجامي ثنائية حالات الاستقرار، يمكن نفخها من مدخل واحد لمصدر ضغط مائع. بعد ذلك، يدمج الباحثون هذه الوحدات لإنشاء بِنًى عملية بأبعاد مترية، مثل الأقواس، وملاجئ الطوارئ. وهو ما يُتيح وسيلة مباشرة لإنشاء أنظمة كبيرة قابلة للانتفاخ، تبقى على حالها بعد توسعتها، وتحبس بإحكام الضغط عبر سطوحها الجامدة.