可展开结构 [Deployable Structrues] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[意] 佩来格里诺（S.Pellegrino） 编，马小飞，宋燕平 等 译

图书标签:

• 可展开结构
• 折纸工程
• 机械设计
• 结构力学
• 几何学
• 材料科学
• 机器人学
• 空间结构
• 创新设计
• 工程应用

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118110005

版次：1

商品编码：11974387

包装：平装

外文名称：Deployable Structrues

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：384000

正文语种：中文

内容简介

　　《可展开结构》从工程中的可展开结构实例人手，利用仿生学的概念，结合自然界生物的可展开特点，介绍了各种可展开结构；重点论述了可展开杆、可展开膜、可展开壳、双稳态结构等各种机构的基本原理、理论和分析方法；最后结合工程实例，介绍了运动学分叉、有限元、矩阵在可展开结构中的应用和理论推导。

内页插图

目录

第1章 工程中的可展开结构
1．1 引言
1．2 盘绕杆
1．3 柔性壳
1．4 薄膜
1．5 结构机构
1．5．1 环状缩放式结构
1．5．2 3D机构
1．6 张拉桁架结构
1．7 刚性面板结构
1．8 可收拢屋面
参考文献

第2章 自然界中的可展开结构
2．1 自然界中的展开现象
2．2 伸缩管类
2．2．1 体积不变
2．2．2 体积可变
2．3 从管类到膜类
2．4 可收展的板类
2．4．1 昆虫的翅膀
2．4．2 树叶展开
2．5 刚性杆类和管类
2．6 驱动机构
2．6．1 液压机构
2．6．2 弹性机构
2．6．3 收缩机构
参考文献

第3章 从自然界获取灵感
3．1 仿生
3．2 灵感无处不在
3．3 仿生图
3．4 可展开结构仿生学
3．4．1 折叠板和管
3．4．2 内压
3．5 结论
参考文献

第4章 如何折叠薄膜
4．1 折叠规则
4．2 三浦折叠方法
4．3 简易折叠的薄膜机构
4．4 围绕中心体缠绕的薄膜结构
参考文献

第5章 壳结构的弹性折叠
5．1 引言
5．2 卷尺弹簧的弯折
5．2．1 有限元模拟
5．2．2 局部弯折的形成和扩展
5．2．3 M*值的预测
5．3 反射器天线的折叠概念
5．3．1 最大应力
5．3．2 拢方案
5．3．3 计算过程
5．3．4 有限元证明及实验
参考文献

第6章 双稳态结构
6．1 实例
6．2 双稳态壳
6．3 热塑性复合材料
……
第7章 无穷小机构及有限机构
第8章 运动分叉
第9章 可展开结构矩阵
第10章 张拉系统
第11章 可折叠张拉结构
第12章 可展开结构有限元仿真

前言/序言

　　可展开结构能够从压缩、收拢状态自主改变形状，伸展成展开的工作状态，众所周知的简单实例如雨伞和可伸缩天线。
　　适用于工程的可展开结构起源于航空航天领域，最初是利用长的可展开支撑杆结构稳定宇宙飞船。随着宇宙飞船越来越大和功能越来越强，大型的太阳能帆板、通信反射器和望远镜等需要更复杂的可展开结构。目前可展开结构的发展趋势是更加简单、可靠，同时使用的机械装置尽可能少。在其他领域，近些年发展了多种可展开结构，如体育场可收展的屋面、可折叠汽车部件、便携式帐篷及展览显示屏。
　　本书是基于1999年7月5日至9日CISM举办的可展开结构课程的讲课笔记整理而成。该课程的目的是对多个领域内的可展开结构进行介绍，课程围绕三个主题进行，包括概念、工作原理以及展开结构的机制，这些将在本书中依次介绍。本书内容涵盖工程领域和生物学领域第1～第6章，可折叠杆结构的机理和可展开整体张拉结构的应用（第7～第11章）；可展开结构的大转动分析及有限元方法（第12章）。
　　感谢CISM的科学委员会能够同意并为这次讲座的举办提供资助。同时，我代表本书的合著者，感谢CISM的院长Sandor Kaliszky教授，CISM的秘书长Giovanni Bianchi教授以及CISM秘书处的工作人员成功地举办这次讲座。在他们的帮助下，我们在意大利鸟迪内的Palazzo Del Torso创造了记忆深刻、富有成果且促人奋进的讨论氛围。同样感谢本书的责任编辑Carlo Tasso教授，感谢他在本书的准备过程中对作者的鼓励和建议。

结构力的诗篇，空间的回响 《可展开结构：变形与重塑的艺术》是一本关于人类智慧与自然巧妙结合的著作，它深入探索了那些能够根据需求改变形态，从而实现高效空间利用与独特功能实现的结构。本书并非一本冷冰冰的工程手册，而是一曲赞颂结构之美的史诗，一次对空间潜能无限拓展的哲学追寻。 第一章：形塑的起源——从自然到人造的灵感 本章将带领读者穿越时空，追溯可展开结构思想的萌芽。我们将目光投向大自然，观察那些精妙绝伦的生物设计：扇叶般的植物如何展开获取阳光，甲壳动物如何在遇到危险时蜷缩身体，鸟类翅膀的复杂折叠如何带来优雅的飞行。这些天然的“可展开结构”为人类提供了最深刻的启示。 随后，我们将目光聚焦于人类文明的早期探索。从古代游牧民族搭建的帐篷，到罗马人建造的移动攻城塔，再到中世纪城堡中巧妙设计的吊桥和折叠门，早期的智慧已经开始思考如何创造出能够快速部署、拆卸或改变形态的建筑。本书将详细剖析这些早期实践的原理、材料和技术局限，为理解现代可展开结构奠定历史基础。 第二章：力的游戏——折叠、卷曲与伸展的物理学 可展开结构的核心在于其独特的力学行为。本章将以通俗易懂的方式，深入浅出地解析支撑这些结构变形的关键物理原理。我们将探讨折叠机构的设计，例如纸张的折痕如何创造出惊人的强度和可塑性，以及这种原理如何在实际工程中得到应用。我们会研究卷曲结构，如卷轴、弹簧，以及它们如何存储和释放能量，实现结构的展开与收缩。 本书还将详细阐述伸展结构，如索网、充气结构和记忆合金结构。我们将深入理解不同材料的弹性、塑性以及其在变形过程中所受到的应力和应变。通过大量的图示和案例分析，读者将清晰地认识到，可展开结构并非仅仅是巧妙的机械组合，更是对材料科学、结构力学和动力学精妙运用的结晶。我们将揭示如何通过精确的计算和设计，使结构在承受外部载荷的同时，能够安全、可靠地完成变形过程。 第三章：智慧的蓝图——设计原理与创新思维 本章是本书的灵魂所在，它将引领读者进入可展开结构的设计世界。我们将系统地介绍各种设计策略和方法论。例如，“折纸几何”（Origami Geometry）在结构设计中的应用，如何通过复杂的折叠模式创造出轻质、高强的面板和框架。我们将探讨“充气结构”（Inflatable Structures）的设计理念，分析其充气材料的选择、气压的控制以及结构整体稳定性的保障。 此外，本书还将重点关注“记忆合金”（Shape Memory Alloys）和“智能材料”（Smart Materials）在可展开结构中的前沿应用。这些材料能够在外力作用下发生形变，并在特定条件下恢复原状，为设计出能够自主响应环境变化的“活体”结构提供了无限可能。我们将探讨如何利用这些材料的独特属性，创造出无需复杂机械驱动即可实现变形的结构，从而进一步降低成本、提高效率并减少维护需求。 第四章：空间的魔术——应用领域与未来展望 可展开结构的应用领域极其广泛，几乎涵盖了人类活动的方方面面。本章将通过引人入胜的案例研究，展示这些结构的强大生命力。 应急与灾难救援： 快速部署的临时住所、医疗站、桥梁和通讯塔，如何在最短时间内为受灾地区提供急需的基础设施。 航空航天： 能够折叠收纳以适应发射窗口的卫星太阳能帆板，在太空中展开后提供巨大动力的巨型结构，以及未来星际探索中可折叠的居住舱和工作站。 建筑与城市规划： 能够根据季节变化调整采光和通风的智能屋顶，在需要时快速搭建的临时展览空间或活动场馆，以及能够应对气候变化的城市基础设施。 军事与国防： 易于运输和快速部署的军事营地、伪装系统，以及能够变形以适应不同地形和任务的载具。 艺术与文化： 充满创意和视觉冲击力的可变形雕塑、舞台装置，以及能够与观众互动的沉浸式体验空间。 本书还将展望可展开结构的未来发展趋势，包括更轻质、更坚固的新材料研发，更智能、更自主的控制系统，以及与其他新兴技术（如3D打印、人工智能）的融合。我们将探讨可展开结构如何为可持续发展、太空探索、人类居住环境的改善带来革命性的变革。 第五章：挑战与边界——技术瓶颈与伦理考量 尽管可展开结构展现出巨大的潜力，但在其发展过程中也面临着诸多挑战。本章将深入探讨这些技术瓶颈，例如材料的耐久性、变形过程中的应力集中、可靠性与安全性评估、以及大规模生产的成本问题。我们将分析现有技术在稳定性、自适应性和能源效率等方面存在的不足。 同时，本书也将触及可展开结构可能带来的伦理和社会议题。例如，军事领域中可展开武器系统的潜在风险，以及在城市规划中如何平衡快速部署与长期可持续性的问题。我们将鼓励读者思考，在拥抱技术进步的同时，如何审慎地评估其可能带来的影响，确保技术的发展符合人类的整体福祉。 结语：结构，无限可能 《可展开结构：变形与重塑的艺术》旨在激发读者对结构、空间和可能性的无限想象。它不仅仅是一本关于工程和科学的书籍，更是一次对人类创造力、适应性和未来智慧的致敬。通过对可展开结构的深入剖析，我们得以窥见一个更加灵活、高效、智能的未来世界，一个结构能够与需求一同呼吸、一同改变的全新时代。这本书期待与您一同开启这段探索之旅，感受结构力学带来的诗意，聆听空间变形的回响。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，不仅仅是一本关于工程技术的书籍，更是一部关于人类智慧和创造力的颂歌。作者以宏大的视角，回顾了人类在不同历史时期，为解决空间限制和需求变化所付出的努力，并展望了未来可展开结构可能带来的无限可能。书中对于“自锁机制”和“预应力”的讲解，让我对结构的稳定性和安全性有了更深入的理解。作者用非常形象的比喻，将这些复杂的工程概念解释得浅显易懂，比如将自锁机制比作“精心设计的机关”，一旦启动，就能够牢牢锁定结构。我特别喜欢书中关于“仿生学”在可展开结构设计中的应用部分，作者列举了许多自然界中巧妙的例子，比如植物的叶片如何展开，动物的翅膀如何折叠，这些都为人类的设计提供了源源不断的灵感。我甚至开始在日常生活中，有意识地去观察和学习自然界的这些“可展开”的设计。这本书让我认识到，真正的创新往往源于对生活细节的敏锐洞察和对自然规律的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，如同一场穿越时空的思想漫游，带我领略了人类在空间利用上的智慧结晶。读完后，我最大的感受是，原来我们司空见惯的许多物品，都蕴含着如此深邃的工程哲学。作者从古老的机械玩具，到现代的航空航天器，再到未来设想的城市形态，都一一囊括其中。他并没有局限于单一学科的视角，而是将机械工程、材料科学、建筑设计、甚至仿生学巧妙地融为一体，展现了可展开结构作为一个跨学科领域的魅力。书中对我触动最深的是对“冗余度”与“可靠性”的讨论。一个成功的可展开结构，不仅要在展开时精准到位，更要在极端环境下保持稳定和安全。作者通过分析各种失效案例，强调了细节的重要性，比如连接件的磨损、材料的老化，这些看似微小的因素，都可能导致整个结构的崩溃。这让我联想到生活中许多事物，其实都需要精心设计和持续维护，才能发挥其长久的功能。我特别喜欢作者在介绍一些高难度项目时，那种近乎传记式的叙述方式，他会详细描述研发团队所遇到的困难，以及他们是如何通过一次次的实验和改进，最终攻克难关的。这种不畏艰难、勇于创新的精神，极大地激发了我学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，像一本厚重的百科全书，又像是一部引人入胜的科幻小说，它以一种独特的方式，将科学、技术、艺术和哲学融为一体。我被作者的叙述才华深深吸引，他能够将枯燥的技术原理，转化为充满故事性和想象力的内容。书中对“动力学展开”的阐述，让我对结构的运动过程有了全新的认识。以往我可能只关注结构的最终形态，而这本书则让我看到了它从“压缩”到“释放”的整个动态过程。作者通过详细的案例分析，揭示了如何在保证结构展开速度和精度的同时，控制其能量损耗和动态稳定性。我尤其欣赏书中关于“模块化设计”和“标准化连接件”的讨论，这对于实现大规模部署和快速响应至关重要。作者强调，一个复杂的可展开结构，往往是由许多简单、可重复利用的单元构成的，这种“化繁为简”的设计思路，不仅提高了效率，也降低了成本。我深刻地感受到，在未来的社会，这种模块化、可重构的结构将扮演越来越重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，为我打开了一扇通往未来世界的大门。我曾以为“可展开结构”只存在于军事和航空航天领域，但读完这本书，我才发现，它的应用场景是如此的广泛，几乎渗透到我们生活的方方面面。从便捷的交通工具，到适应性强的建筑，再到应对灾害的应急设备，可展开结构都扮演着至关重要的角色。作者在书中对“自适应材料”的介绍，更是让我大开眼界。他详细阐述了如何利用新型材料的特性，使其能够根据外界环境的变化，自动调整其形状、刚度甚至颜色。这让我联想到未来智能家居、个性化医疗等领域的巨大潜力。我被书中关于“空间折叠”和“嵌套结构”的描述所深深吸引，这些概念让我仿佛置身于一个充满奇思妙想的设计空间。作者用精美的插图和清晰的图示，将这些复杂的结构原理可视化，让我能够轻松理解那些看似难以想象的设计。我常常在阅读时，会陷入沉思，想象着未来世界，人们是如何利用这些巧妙的结构，来创造更加舒适、便捷、高效的生活。

评分☆☆☆☆☆

我最近读完了一本名为《可展开结构 [Deployable Structures]》的书，说实话，在翻开这本书之前，我对“可展开结构”这个概念的理解可能还停留在比较表层的认知，比如一些应急避难所、临时的展览搭建，或者科幻电影里那些瞬间成型的太空基地。但这本书彻底颠覆了我原有的想象，它就像一把钥匙，为我打开了一个全新的、充满无限可能的世界。作者在开篇就用极其生动且富有画面感的笔触，描绘了人类对于“瞬息万变”和“空间利用”的古老渴望，从最原始的帐篷，到后来的折叠椅、雨伞，再到更复杂精密的机械装置，都巧妙地串联起来，勾勒出可展开结构发展的脉络。书中不仅仅是罗列技术和案例，更重要的是，它深入探讨了设计理念背后的哲学思考——如何在有限的资源和时间内，实现最大化的空间效用和功能集成。我尤其被其中对“自适应性”的阐述所打动，书中通过大量详实的案例，展示了可展开结构如何能够根据环境的变化、使用者的需求，甚至是材料本身的特性，进行动态的调整和重构，这种“智能”的设计思维，让我觉得未来建筑和工程的可能性是无穷无尽的。它不再是冰冷的钢铁和混凝土，而更像是有生命、会呼吸的有机体。我常常在阅读时，脑海中会浮现出各种场景，想象着在地震后的废墟上，如何快速部署出安全舒适的住所；或者在遥远的星球上，如何利用最少的资源，搭建出能够抵御恶劣环境的基地。这本书不仅仅是给工程师看的，它更像是一份关于未来生活方式的诗意预言，充满了想象力和启迪。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，如同一场精妙的数学与艺术的交响乐，将严谨的工程原理与自由的创新想象完美结合。作者用一种诗意的语言，描绘了人类在有限空间内无限创造力的展现。书中对“动力学分析”和“有限元模拟”的探讨，让我对结构的可靠性和性能有了更深入的认识。作者并没有将这些技术术语堆砌，而是通过对实际案例的分析，将其应用场景和重要性一一呈现。我特别欣赏书中对“折叠理论”的深入剖析，作者从几何学的角度，阐释了不同折叠方式如何影响结构的强度、稳定性和展开的难易程度。这让我对日常生活中那些看似简单的折叠行为，产生了全新的敬意。我甚至开始尝试着去理解，为何某些物品会以特定的方式折叠，而另一些则不会。作者在书中还强调了“成本效益”和“可持续性”的重要性，他认为，一个成功的可展开结构，不仅要在技术上做到最优，更要在经济和环境方面承担起责任。这种前瞻性的视角，让我对未来工程的发展有了更深刻的思考。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，是一次令人兴奋的智识之旅。它以一种独特的方式，将严谨的科学原理与天马行空的想象力巧妙地融合在一起。我曾以为“可展开结构”是一个相对狭窄的工程领域，但读完这本书，我才发现，它的应用范围是如此的广阔，几乎触及了人类活动的每一个角落。作者的叙述风格非常吸引人，他能够将复杂的概念解释得通俗易懂，同时又不失其科学的严谨性。我特别喜欢书中关于“形态变化”和“动态适应”的讨论，这些概念让我对结构的未来发展有了更深刻的认识。我开始意识到，未来的建筑和工程，不再是静态的、僵化的，而是能够随着环境和需求的变化而不断调整和优化的。书中对“折叠算法”和“展开序列”的阐述，让我对结构的优化设计有了全新的理解。我甚至开始尝试着去思考，如何将这些原理应用到日常生活中，创造出更具效率和趣味的产品。这本书让我对工程技术有了全新的认识，也极大地激发了我对未来生活方式的想象。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，是一次关于空间与变形的深度探索。它不仅仅是罗列技术，更是对人类智慧和创造力的一次致敬。我被作者的博学和洞察力所折服，他能够将如此复杂而前沿的技术，用如此清晰、生动、富有启发性的方式呈现出来。书中对“机构学”和“动力学”的阐述，让我对结构的运动原理有了全新的认识。我曾以为结构的展开只是一个简单的过程，但这本书让我了解到，其中蕴含着无数精密的计算和巧妙的设计。作者通过对大量案例的分析，展现了可展开结构在不同领域的应用，从太空探索到灾难救援，从日常用品到大型建筑，无不体现了其独特的价值。我尤其对书中关于“自展开”和“远程部署”的章节印象深刻，这些概念让我对未来的自动化和智能化有了更深的憧憬。我开始想象，在不久的将来，我们或许能够通过简单的指令，让房屋自动展开，让交通工具瞬间变形，从而极大地提升我们的生活效率和便利性。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，在我看来，与其说是一本技术手册，不如说是一部关于空间智慧的史诗。作者以一种近乎艺术家的视角，审视了人类在不断压缩和扩张空间需求的永恒斗争中，所催生出的那些巧夺天工的设计。书中对每一个案例的剖析都极其到位，并非简单地介绍其外观和功能，而是追溯其设计的源头，分析其背后的力学原理、材料选择，以及最关键的——解决问题的逻辑。我特别欣赏作者在处理“约束”与“自由”这一对矛盾时的巧妙平衡。可展开结构本身就蕴含着“约束”的基因，材料的折叠、连接方式，无不受到物理定律和工程精度的严格限制；但正是这些“约束”，最终赋予了结构动态“自由”的可能性，使其能够实现从“无”到“有”，从“小”到“大”的惊人转变。书中关于“折叠几何”的章节，让我对简单的平面图形产生了全新的认识，那些看似毫不相关的线条和角度，竟然能够孕育出如此复杂而强大的结构体系。我甚至开始尝试用手边的纸张，去模仿书中的一些基本折叠方式，体会那种从二维到三维的奇妙跃升。作者在叙述时，很少使用生硬的术语，即使有，也会用非常形象的比喻来解释，比如将复杂的受力分析比作“橡皮筋的拉伸与回弹”，将材料的记忆效应比作“小孩子的游戏”，这种接地气的讲解方式，让我在享受知识的同时，也感受到了阅读的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

《可展开结构 [Deployable Structures]》这本书，给我带来了一种全新的看待世界的方式。我开始留意身边那些看似普通，却蕴含着精巧设计的物品。比如，一张能够折叠成小巧体积的桌子，一把可以轻松收纳的雨伞，甚至是相机镜头的光圈叶片，它们都体现了可展开结构的基本原理——在不使用时压缩空间，在使用时快速恢复功能。书中的前半部分，更像是为读者打下坚实的基础，从基本概念、历史演变，到关键的技术挑战，都做了清晰的梳理。作者在讲解材料特性时，用了非常生动形象的类比，例如将形状记忆合金比作“听话的士兵”，能够按照指令改变形状。这种生动化的讲解，让我这个非专业人士也能够轻松理解那些复杂的科学原理。我尤其对书中关于“部署机制”的论述印象深刻，不同的展开方式，比如弹簧驱动、气压驱动、甚至是人力驱动，各有其优劣势，需要根据具体应用场景进行精密的计算和选择。作者通过大量的图示和模型分析，将这些抽象的机械过程具象化，让我仿佛置身于一个巨大的设计工作室，亲眼见证着一件件巧妙的结构从图纸走向现实。