Примеры возможных формообразований двуслойных гигроморфных древесных композитов, аналогичных природным чувствительным системам. В дополнение к изгибу ( B ), локальные изменения кривизны могут быть преобразованы в различные более сложные формы отклика, такие как скручивание (A ), достигаемое регулировкой направления древесного зерна в активном слое (αg ), и синусоидальная кривая (с), включенная альтернативным расположением слоев.
Демонстрационный прототип, включающий в себя отзывчивые панели с четырьмя различными типами слоистых связей. Пассивные слои показаны пронумерованными кружками (1-дерево, 2 и 3—стекловолокно и 4—джутовая ткань).
Проблемы, решаемые с помощью усовершенствованных методов изготовления материалов: а ) расслоение; Б ) чрезмерное проникновение клеев или ламинирующих смол в древесину; в ) растрескивание древесины; и Г ) локальное изгибание слоев между точками крепления.
Экспериментальная установка для лабораторных испытаний реакционной способности материала к контролируемому смачиванию и сушке и изменению относительной влажности окружающей среды. Каждый стенд для образцов вмещает три составных образца, разделенных прозрачными эталонными диаграммами кривизны. Стенды для образцов выровнены с камерой и направлены к ней, чтобы минимизировать эффект параллакса, тем самым упрощая определение кривизны. Знаковое соглашение для измерений круговой кривизны, где «А» и » Р » являются активными и пассивными слоями соответственно, показано в верхнем левом углу.
Средняя реакция образцов гигроморфов длиной 150 мм и шириной 100 мм с четырьмя различными типами связывания слоев, но в остальном идентичных или аналогичных конфигураций, на циклы смачивания и сушки и изменчивую влажность окружающей среды. Испытанные композиты состояли из 1 мм активных слоев вращающейся березы серебристой ( Betula pendula ) и 0,2 мм жестких или 300 ГСМ слоистых пассивных слоев эпоксидного стекла. Полные результаты этого теста приведены в дополнительном файле данных S1.
Средний отклик образцов гигроморфных композитов с различным предварительным программированием, но одинаковыми размерами и конфигурациями (аналогично склеенным композитам на Рис. 5). Различная начальная кривизна и предварительное кондиционирование активного слоя (где «гул » — это
Относительная влажность воздуха 90% (RH) при температуре 23 °C, «комната»
35% RH при 23 °C и» OD » сушат в духовке при 65 °C), были применены для предварительного программирования. Были использованы те же экспериментальные установки и методы сбора данных, что и в тесте, описанном в конце раздела 2.1. Полные результаты этого теста приведены в дополнительном файле данных S2.
Прототипы адаптивных облицовочных модулей с различными конфигурациями слоев и противоположным предварительным программированием панелей во влажных (слева) и сухих (справа) условиях. Левая и правая стороны прототипов состоят из панелей со стандартными и перфорированными активными ( А, В ) и пассивными ( В, Г ) слоями соответственно. Конфигурация тонких панелей (а, б ) такая же, как и у клееных композитов на Рис.5. Толстые панели ( в, г ) содержат 3.2 мм толщиной квартал-отрезок дуба обыкновенного ( черешчатого ) и 0,35 эпоксидно-мм слоев.
Прототип гигроморфного облицовочного модуля, включающего идентичные перекрывающиеся композитные панели (а), изгибающиеся в двух направлениях, показанных в сухом/открытом и влажном/закрытом состояниях ( в). Временной интервал ответа представлен в дополнительном видео S3. Точечно склеенные панели состоят из шпона черного ореха толщиной 0,6 мм ( Juglans nigra ) и эпоксидного стекла толщиной 0,2 мм. Нижняя конструкция (В) была спроектирована таким образом, чтобы предотвратить препятствие движению панелей (красные блики) и максимизировать результирующие изменения пористости. Выбранный дизайн (дно B) основан на повторяющемся узоре однородных кривых, напоминающих рыбью чешую.
( А ) открытый испытаний прототипа, включающий hygromorphic панелей и образцов с различным материалом конфигурации и программирование; ( Б ) гибкой оболочки модуль с улучшенным расположении панелей в мокрой/в закрытых и сухих/открытом состоянии через 12 месяцев в полном объеме атмосферные условия; ( c ) время сюжет грибов деградации, где «преп Д» и «преп ж» являются композиты запрограммированных предположить плоскую форму, в сухих и влажных условиях, соответственно; ( Д ) иллюстрации грибов-индуцированной категории деградации ( с ); (E) график времени других эффектов деградации, включая (слева направо) среднее растрескивание образца, механическое разложение и изменение цвета активного и пассивного слоев (используйте ключ из ( C)); и ( F ) иллюстрация эффектов деградации материала из ( E) в том же порядке. Полные результаты испытаний и описание категорий оценки воздействия деградации, приведенных в графиках (С, Е), приведены в дополнительном файле данных S4.
А ) концепция дизайна модульных сидений на открытом воздухе с отзывчивой навесной крышей и интегрированной системой дренажа и сбора дождевой воды; и Б) художественная визуализация чайного домика с внутренней облицовкой стен, состоящей из отзывчивых элементов, предназначенных для имитации открывания и закрывания чайных цветов.
Концептуальные чертежи павильона из птичьей шкуры (а) и» точки приветствия » (б), его открытой приемной.
Аннотация
Примеры возможных формообразований двуслойных гигроморфных древесных композитов, аналогичных природным чувствительным системам. В дополнение к изгибу ( B ), локальные изменения кривизны могут быть преобразованы во множество более сложных форм отклика, таких как скручивание (A ), достигаемое регулировкой направления древесного зерна в активном слое (αg ), и синусоидальная кривая (с), включенная альтернативным расположением слоев.
Демонстрационный прототип, включающий в себя отзывчивые панели с четырьмя различными типами слоистых связей. Пассивные слои показаны пронумерованными кружками (1-дерево, 2 и 3—стекловолокно и 4—джутовая ткань).
Проблемы, решаемые с помощью усовершенствованных методов изготовления материалов: а ) расслоение; Б ) чрезмерное проникновение клеев или ламинирующих смол в древесину; в ) растрескивание древесины; и Г ) локальное изгибание слоев между точками крепления.
Экспериментальная установка для лабораторных испытаний реакционной способности материала к контролируемому смачиванию и сушке и изменению относительной влажности окружающей среды. Каждый стенд для образцов вмещает три составных образца, разделенных прозрачными эталонными диаграммами кривизны. Стенды для образцов выровнены с камерой и направлены к ней, чтобы минимизировать эффект параллакса, тем самым упрощая определение кривизны. Знаковое соглашение для измерений круговой кривизны, где «А» и » Р » являются активными и пассивными слоями соответственно, показано в верхнем левом углу.
Средняя реакция образцов гигроморфов длиной 150 мм и шириной 100 мм с четырьмя различными типами связывания слоев, но в остальном идентичных или аналогичных конфигураций, на циклы смачивания и сушки и изменчивую влажность окружающей среды. Испытанные композиты состояли из 1 мм активных слоев вращающейся березы серебристой ( Betula pendula ) и 0,2 мм жестких или 300 ГСМ слоистых пассивных слоев эпоксидного стекла. Полные результаты этого теста приведены в дополнительном файле данных S1.
Средний отклик образцов гигроморфных композитов с различным предварительным программированием, но одинаковыми размерами и конфигурациями (аналогично склеенным композитам на Рис. 5). Различная начальная кривизна и предварительное кондиционирование активного слоя (где «гул » — это
Относительная влажность воздуха 90% (RH) при температуре 23 °C, «комната»
35% RH при 23 °C и» OD » сушат в духовке при 65 °C), были применены для предварительного программирования. Были использованы те же экспериментальные установки и методы сбора данных, что и в тесте, описанном в конце раздела 2.1. Полные результаты этого теста приведены в дополнительном файле данных S2.
Прототипы адаптивных облицовочных модулей с различными конфигурациями слоев и противоположным предварительным программированием панелей во влажных (слева) и сухих (справа) условиях. Левая и правая стороны прототипов состоят из панелей со стандартными и перфорированными активными ( А, В ) и пассивными ( В, Г ) слоями соответственно. Конфигурация тонких панелей (а, б ) такая же, как и у клееных композитов на Рис.5. Толстые панели ( в, г ) содержат 3.2 мм толщиной квартал-отрезок дуба обыкновенного ( черешчатого ) и 0,35 эпоксидно-мм слоев.
Прототип гигроморфного облицовочного модуля, включающего идентичные перекрывающиеся композитные панели (а), изгибающиеся в двух направлениях, показанных в сухом/открытом и влажном/закрытом состояниях ( в). Временной интервал ответа представлен в дополнительном видео S3. Точечно склеенные панели состоят из шпона черного ореха толщиной 0,6 мм ( Juglans nigra ) и эпоксидного стекла толщиной 0,2 мм. Нижняя конструкция (В) была спроектирована таким образом, чтобы предотвратить препятствие движению панелей (красные блики) и максимизировать результирующие изменения пористости. Выбранный дизайн (дно B) основан на повторяющемся узоре однородных кривых, напоминающих рыбью чешую.
( А ) открытый испытаний прототипа, включающий hygromorphic панелей и образцов с различным материалом конфигурации и программирование; ( Б ) гибкой оболочки модуль с улучшенным расположении панелей в мокрой/в закрытых и сухих/открытом состоянии через 12 месяцев в полном объеме атмосферные условия; ( c ) время сюжет грибов деградации, где «преп Д» и «преп ж» являются композиты запрограммированных предположить плоскую форму, в сухих и влажных условиях, соответственно; ( Д ) иллюстрации грибов-индуцированной категории деградации ( с ); (E) график времени других эффектов деградации, включая (слева направо) среднее растрескивание образца, механическое разложение и изменение цвета активного и пассивного слоев (используйте ключ из ( C)); и ( F ) иллюстрация эффектов деградации материала из ( E) в том же порядке. Полные результаты испытаний и описание категорий оценки воздействия деградации, приведенных в графиках (С, Е), приведены в дополнительном файле данных S4.
А ) концепция дизайна модульных сидений на открытом воздухе с отзывчивой навесной крышей и интегрированной системой дренажа и сбора дождевой воды; и Б) художественная визуализация чайного домика с внутренней облицовкой стен, состоящей из отзывчивых элементов, предназначенных для имитации открывания и закрывания чайных цветов.
Концептуальные чертежи павильона из птичьей шкуры (а) и» точки приветствия » (б), его открытой приемной.
https://www.mdpi.com/2071-1050/9/3/435
Загрузка...
