拓扑互锁组件排列策略的力学比较
计算工程、金融与科学
2025-04-25 v1 组合数学
摘要
拓扑互锁组件是由固定框架运动学约束的块体排列，使得每个块体的所有刚体运动仅受其与其他块体和框架的永久接触所约束。文献中引入了若干可以排列成不同互锁组件的块体。在本研究中，我们研究了排列对所得互锁组件整体结构行为的影响。这是使用多功能块体 完成的，因为它可以以由壁纸对称性给出的三种不同的双周期方式进行排列。我们的重点在于从组件到框架的载荷传递机制。为了对组件进行快速的先验评估，我们引入了一种称为互锁流的组合模型。为了从力学角度研究我们的组件，我们进行了多项有限元研究。这些研究揭示了排列对结构行为的强烈影响，例如，对最大挠度的位置和量值的影响。有限元分析的结果与互锁流模型的预测非常吻合。我们的源代码、数据和示例可在 https://doi.org/10.5281/zenodo.10246034 获取。
引用
@article{arxiv.2312.01958,
title = {Mechanical Comparison of Arrangement Strategies for Topological Interlocking Assemblies},
author = {Tom Goertzen and Domen Macek and Lukas Schnelle and Meike Weiß and Stefanie Reese and Hagen Holthusen and Alice C. Niemeyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.01958},
year = {2025}
}