民間信貸設定流程利率多少免費諮詢試算民間信貸設定流程怎麼貸款比較會過件柔性機械的商用價值
彈性設計給強度、精度、多用途和效率等方面帶來的提升，將為不同行業的工程師提供一套全新的工具人工設計的機械要實現可變性，往往需要用剛性部件組裝成復雜、但效率低下的系統，而且可變性和強度通常隻能二中選一。柔性或彈性設計，是利用可變性的工程學方法，將負載分佈在由盡可能少的部件構成的可變形設備上。利用這種方法，可以設計制造一系列新型機械(例如可變形機翼和蛇形機器人)，並能開辟一條全新的途徑，提升各種設備的耐久性和效率。大自然中的“機械”對於柔性機械，我們其實並不陌生。弓應該算是其中最古老，也最精巧的例子瞭。這種強力而又柔韌的結構能夠可靠地反復工作，並保持穩定的精確度。另一個例子是洗發水瓶蓋：這是一種單形態裝置，由一個容易開啟的瓶蓋和與之相連的、能擰到瓶體上的密封圈構成，其中沒有一個機械鉸鏈。還有一個例子：在醫院裡廣泛使用的一次性醫用鑷子。不過，最成功的彈性設計還是那些大自然的傑作。無論是樹木枝杈、鳥類翅膀、螃蟹的腿，還是大象的長鼻，無不既柔韌又牢固。與齒輪、滑塊和彈簧構成的系統不同，“自然機械”的彎折、卷曲和伸縮都是利用內部彈性來實現的。對於設計強力而堅固的結構(例如橋梁和建築)，人類已經積累瞭幾千年的經驗。多數情況下，我們會使用牢固堅硬的材料。在這種模式裡，追求的是硬度，柔性則是要避免的。實際上，對於剛性結構來說，隻有在設計抗震結構時，才會考慮形變的需求。相反，柔性設計卻需要形變。如果某個可彎曲點承受的壓力過大，我們就把它做得更薄，而不是更厚。這是因為，柔性結構的特點就是利用彈性來實現機械或動力學功能。微機電系統在上世紀90年代初，我開始對小型機械——微機電系統(MEMS)產生瞭興趣。那也是由於當時的大環境所致，因為通信公司對研發光纖網絡中的微小光學開關很感興趣。他們需使用非常小的電動機極其迅速地改變鏡面角度，從而將光學信號導向特定方向。受到沃格爾的著作啟發，而開始探索彈性設計後不久，我就開始同他的研究小組合作，在美國桑迪亞國傢實驗室微系統部門開展瞭一個研究項目。在那裡，我們追求的目標是實現單形態設計。桑迪亞實驗室想要制造一種線性電動機，需要具有足夠的位移輸出(至少10微米)。然而，靜電式電動機的裝配方式，決定瞭其位移不會超過2微米。我知道自己不能簡單地將齒輪變速器等機械微型化。因為即便能找到手足夠穩的人，最終能將這些尺寸僅有1～2微米的齒輪、鉸鏈和曲軸組裝成機械，這對現代工程學來說也過於草率瞭。而在MEMS尺度上，那些間隙僅有十分之一微米的微機械就像“七巧板”一樣，可以組裝成許多不同的裝置。此外，同集成電路類似，MEMS器件可以批量生產，數萬個器件可以容納在一個拇指指甲大小的區域內。在這種尺度上設計機械裝置，與其說是創新，倒不如說是一種來自需求的牽引。有鑒於此，我設計瞭一種單形態運動放大器，同靜電電動機集成在一起，可以產生20微米的位移輸出。彈性機翼在我選擇柔性設計研究的眾多原因裡，最吸引我的是形狀調整(或稱為“變形”)功能。這種可以隨時對結構的幾何形狀進行調整的能力，讓大自然創造的機械能以最高效率工作。萊特兄弟在他們最初的飛行器上，就已經探索過一種機翼變形技術——扭轉翼。但是，在現代飛機上通過改變機翼的彎曲度來適應不同的飛行狀態，仍是數十年來難以攻克的目標。我偶然在報紙上看到一則廣告，與上世紀80年代末在美國俄亥俄州萊特—帕特森空軍基地進行的可彎曲機翼研究有關，研究人員把這種機翼稱為“任務自適應機翼”(MAW)。為此，我聯系瞭那裡的研究人員。據他們介紹，在先前的變形機翼的制造工作中，絕大多數都采用剛性結構，由許多大功率致動器驅動那些復雜、沉重的機械裝置，使機翼結構彎折成不同的幾何形狀。有一次，工程師們采用彈性結構對一架F-111戰鬥機的機翼進行瞭改裝。雖然這種自適應性機翼在空氣動力學上展示出一些優勢，但對於實際應用來說，這種結構還是過於沉重和復雜瞭。對此我並不感到意外。因為，要想設計出一種實用的可變形機翼，就得設法滿足許多相互矛盾的需求。機翼既要很輕，又要足夠牢固;既要易於制造和維修，又要具有足夠的耐受性。在我向萊特—帕特森空軍基地提交的彈性機翼設計中，利用瞭部分試驗性組件的彈性特性。這些組件完全由傳統的鋁以及復合材料制成。這種機翼具有特殊的內部結構，可以在其內置緊湊型電動機的作用下迅速產生形變，而且風洞測試表明，它在受外界強力作用的情況下，也能保持牢固的結構。2000年12月，我成立瞭一傢名為彈性系統的公司，來研究柔性設計的實際應用。6年後，彈性機翼的研究取得瞭顯著進展，並成功地完成瞭一系列風洞測試。根據計劃，在NASA尼爾·A·阿姆斯特朗飛行研究中心進行的飛行試驗將於今年7月進行。會攀爬的機器無外骨骼動物是地球上最具彈性的自然結構。受到這類動物的啟發，我和我的研究生們一起進行瞭一系列研究。我們最近才瞭解到，包括環節動物和線蟲類動物等某些生命形式，具有一些最令人不可思議的運動方式。而像章魚這種人們已經很熟悉的范例，則是彈性工程學的最高奮鬥目標。蠕蟲和章魚這樣的軟體動物沒有外部骨骼結構，不過這並不妨礙它們或迅猛或柔緩地運動。在大多數情況下，它們都是利用所謂“彈性流體”特性做到這一點的。用工程學術語來說，它們的身體具有“流體靜力性”——即由一個充滿液體的加壓腔體，以及周圍包裹著的結締組織纖維和肌肉構成。雖然，我們對彈性流體的研究依然處於初級階段，但是我們已經設想到可以利用這些特性來制造“軟體機器人”，以及其他能夠安全地同人體和環境進行交互的設備。不過，彈性流體最早的應用極可能是矯形器。例如，對於因肌肉硬化癥、關節畸形或硬化造成上肢攣縮的病人來說，可以使用柔性矯形器，逐漸將上肢校正到正常位置。商用前景得益於彈性系統公司工程師們的努力，我們耗時數年研發的一些設備目前已經接近商品化。我們的單形態擋風玻璃雨刷器已經完成瞭多種天氣條件下的測試，生產模具也已制成。關於將其用作汽車後窗雨刷器的設想，目前也正在同汽車生產商和一級供應商進行恰談。一旦投入市場，它將會比同類產品更加耐用和可靠，而且生產成本也會更低。我們的可形變機翼現在也隨時可以投入商業應用。如果僅僅將現有襟翼外緣的15%更換為可變形副襟翼，就可以節省5%的航空燃油。而如果將整個襟翼換成無縫的彈性箔片，則可以節約12%的燃油。盡管要獲得美國聯邦航空管理局的認證可能還需要數年時間，但我們相信，一旦得到航空業的信任，可變形機翼極有可能完全取代所有固定翼飛機上的傳統鉸接式襟翼。此外，由於彈性設計能夠大幅降低設備中的零件數量，它在汽車、傢用電器、醫藥衛生和消費領域也有廣闊的應用前景。不過，最大的挑戰是，要讓產業界的設計師們瞭解彈性設計。我們面臨的另外一個重要問題是，目前還沒有易用的彈性設計軟件工具。不過，在美國國傢科學基金的資助下，彈性系統公司正在開發這方面的軟件。雖然彈性設計的規模化在數年內還無法實現，但是我們認為廣泛的應用必將實現。彈性設計給強度、精度、多用途和效率等方面帶來的提升，將為不同行業的工程師提供一套全新的工具。很快，所有人都將開始感受到它的巨大力量。（編輯：瘦馬）
新聞來源http://news.hexun.com/2014-06-10/165花蓮縣更生552462.html
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