#目黑莲[超话]##目黑莲# #旅行めめ的伴手礼#
2022.9.15 晨间剧官推更新
制服写真和演员评论
来自目黑莲的评论
我是饰演柏木弘明的目黑莲。
带广的空气很清新，放眼望去满眼都是大自然的景象，真的很喜欢这样的地方。我是第一次在机场和航空学校这样的地方拍摄，所以这是一段非常宝贵的时间。
在空中握着操纵杆还有在航空大学的课堂中，我都从教官那里学到了很多知识！最让我开心的是用模拟器上课的时候，有被夸奖“操作得不错，请去考去一个飞行员执照吧！”
（剧中）有实际操作的场景，也请大家期待。
柏木这个角色是可以把任何事做好的精英，刚开始是有点难捉摸的性格，但是在航空学校的经历和相遇中，会发生一些变化和成长，请大家一定要关注。
在各种各样的纠葛中，完美主义的柏木成长的样子如果能得到大家的应援，被大家所喜爱的话，我会很高兴。
ps:请在依法取得“飞机驾驶执照后”乘坐训练飞机。
翻译:抱着小莲的小翻译、 絮岸
校对:絮岸
2022.9.15 晨间剧官推更新
制服写真和演员评论
来自目黑莲的评论
我是饰演柏木弘明的目黑莲。
带广的空气很清新，放眼望去满眼都是大自然的景象，真的很喜欢这样的地方。我是第一次在机场和航空学校这样的地方拍摄，所以这是一段非常宝贵的时间。
在空中握着操纵杆还有在航空大学的课堂中，我都从教官那里学到了很多知识！最让我开心的是用模拟器上课的时候，有被夸奖“操作得不错，请去考去一个飞行员执照吧！”
（剧中）有实际操作的场景，也请大家期待。
柏木这个角色是可以把任何事做好的精英，刚开始是有点难捉摸的性格，但是在航空学校的经历和相遇中，会发生一些变化和成长，请大家一定要关注。
在各种各样的纠葛中，完美主义的柏木成长的样子如果能得到大家的应援，被大家所喜爱的话，我会很高兴。
ps:请在依法取得“飞机驾驶执照后”乘坐训练飞机。
翻译:抱着小莲的小翻译、 絮岸
校对:絮岸
#非凡十年 出彩中原#【人文周口 港城之美】地标，是一座城市独特的印记。
不论是“吞洪镇潮”的小铁牛、盛极一时的荷花市场，还是通江达海的周口港、移步换景的“桥梁博物馆”，都承载着一个时代的记忆，为人们所魂牵梦萦着，共同构建起“人文周口”的精神家园。
周口中心港 以港兴城 大有可为
昔日千帆竞过，今朝汽笛争鸣。从“周家渡口”到“中原港城”，周口航运历经沧桑巨变。如今，周口正大步迈入向海而生的新时代。
沙颍河是淮河的最大支流，周口境内航道里程162公里，在周口航运的复兴之路上，周口中心港是周口掘金“黄金水道”的龙头。
2017年4月，周口中心港一期工程开港运营，“港口复兴梦”拉开序幕；2020年9月25日，周口中心港至上海港、盐城港集装箱运输班轮航线正式开航；2022年2月，来自河南、山东、河北、湖北、江西5省的数百件货物齐聚周口中心港码头，开启“非洲之旅”……“豫货出海”道更宽。
借水生势，顺势而为。周口中心港规划东、中、西3个作业区，77个千吨级泊位，其中中部作业区的8个挖入式港池、47个千吨级泊位全部投用，设计年吞吐能力3500万吨，集装箱吞吐能力80万标箱。大广高速港区站距码头直线距离1公里左右，实现了公水联运无缝对接。目前，直通港口码头的铁路专用线正在加紧建设中。
以水为媒，问河借力。截至目前，周口中心港已相继开通至淮安港、太仓港、连云港港、上海港、盐城大丰港、安徽凤阳港等6条国内集装箱航线以及美国洛杉矶长滩港、非洲加纳特马港、印度蒙德拉港等3条集装箱国际航线。航运采取“一单制”全程服务模式，真正实现了箱通世界、货运全球。
历史长河奔腾不息，时代大潮滚滚向前。目前，周口中心港正围绕绿色化、智能化建设持续发力，在继续做好提质扩容工程和集货能力建设上下功夫，以高质量跨越发展为支撑点，助力周口建设国家级区域中心港口城市。
周口东站 人畅其行 物畅其流
由“点”落“捺”，大笔如椽。
2019年12月1日，周口东站正式开通运行，周口迈入高铁时代。作为郑阜高铁的重要组成部分，周口东站是郑州“米”字形高速铁路网上的一个“点”，它的拔地而起，为周口路网发展落下了最灵动的一笔。
周口东站主站站房大楼坐东朝西，主楼大气磅礴，现代简约式装修风格，运用“对称式布局”彰显东方美学。站房的天际线处理，高低叠加，层次感突出。斜线与曲线的形体应用，诠释着周口“三川交汇”的地理物语。篆书字体设计的“周”字市标图案高悬，伏羲胜迹如画卷般铺展，厚重地域文化跃然眼前。
随着河南“米”字形高铁网“一捺”的落定，周口东站串起省会郑州与省内东南部城市的便利往来。如今，周口东站早、中、晚都有直达新郑机场的高铁班列，市民可享受到“高铁+飞机”组合出行模式的便捷。同时，周口东站还是豫皖两省互联互通的又一便捷连接点，这不仅扩大了周口的“朋友圈”，也为周口高质量发展和开放融通按下“快进键”。
进入郑州“一小时经济圈”，再进入北京“半日生活圈”，周口东站让梦想成真。呼啸向前的高铁为市民出行和乡村振兴带来福音，也为人流、资金流等提供了快速通道。补齐高铁短板，周口加速接轨“大枢纽”，也为打造公铁水空四位一体的多式联运添上一块“拼图”。
一辆辆飞驰而过的高铁，连接着“诗和远方”，更连接起美好的明天。瞻望未来，周口东站将成为更多来往高铁的停靠地，“高铁速度”也必将为区域性经济高质量发展增添“加速度”。
“桥梁博物馆” 五桥卧波 城市脉动
往昔，一水迢迢，彼路遥遥；今夕，五桥飞架，南北通达。
因水而兴的周口主城区，自西向东架起的五座大桥，承载着城市的历史变迁，见证着城市的繁华嬗变。
周口大闸跨河大桥，是周口的标志性建筑。中国风的古典建筑造型是文脉的传承，桥闸的超强泄洪能力则伏波安澜。随着沙颍河恢复通航，漕运时代的周家口荣光再现。
沿河向东是中州路大桥，建于上世纪80年代，桥的南端是周口老城区的中心地段，它倾听着桥两端土地上生长拔节的声音，细数着中心城区向现代与繁华的蝶变。
中州路大桥向东，是以“龙都周口”为主题构思的八一路大桥，四座桥墩彰显着这座城市的文脉传承与更新。桥北岸，如雨后春笋般涌现的建筑，不断刷新着城市高度；桥南岸，主城区蓄积力量，成为经济发展的中流砥柱。
大庆路桥是一座雄伟的独塔斜拉式大桥，也是周口的一座标志性建筑。在这里，大桥南北差异逐渐消失，繁华老城与蓬勃新城“握手相见”，共谱发展新篇章。
夜幕下，流光溢彩的中原路跨沙颍河大桥，新晋网红打卡地，不仅是周口市重点民生工程，也是连接新老城区的便捷通道。进入主桥的人行道或观景平台，沙颍河及两岸美景尽收眼底。既可见朝阳东升，晚霞夕照，亦可赏万家灯火，璀璨星河。
因河而兴，跨河而盛。五座跨河大桥，是发展桥、民生桥、幸福桥。它们让这座城市的南北血脉相连，并蝶变为宜居、宜业、宜游的魅力之城。如今，一个桥相连、路相通、心相印的周口正阔步走来……
周口野生动物世界 中部“长隆”杂技荟萃
动物园里，小火车满载游客驶入游览区，开启一场秘境探险；大剧院里，精彩绝伦的杂技轮番上演，献上一场视觉盛宴……这里，欢乐和惊奇交织，梦幻和自然相融。如今，周口野生动物世界已成为一张全新的城市名片。
周口野生动物世界于2020年10月开园，虽“年轻”，但极不简单。近2000亩占地面积，已领先许多动物园一步；存养着200余种、上万只珍禽异兽，动物丰富性令人赞叹；“动物观赏+杂技演出+机械游乐”三位一体的设计理念，让复合式发展聚势谋远；仿生态的动物散养模式结合自驾游模式，给游客带来非凡的沉浸式体验。
园区更有杂技艺术“硬核”加持。周口是“中国杂技之乡”，拥有得天独厚的杂技产业发展优势，金贵演艺负责人张金贵、张玉玺父子，两代杂技艺人回归家乡倾力创建杂技文化产业园，为园区发展添上浓重一笔。从生产杂技大篷到创建大小剧场，从制作舞台器械到创作演出节目，1000多人的高素质团队为杂技产业强力赋能，他们选择与周口同频共振，一起向未来。
时间无言，发展可见。2021年，周口野生动物世界被评为国家4A级景区，与蜚声中外的淮阳太昊陵、鹿邑老子故居比肩，一匹强健的“黑马”正蓄势而发，冲向业界“第一方阵”。
街头游园 城市添绿 生活添彩
“自从这个游园的书屋免费开放，我基本天天都过来，低头能看书，抬头能见绿，日子真的很美好。”9月2日，在周口市七一路文明路口西南角文化空间，76岁的郭美英老人对记者说道。
同样，位于中州大道与滨河路西南角的颂园，也成了居民休闲好去处。该园占地1.1万余平方米，通过微地形营造高低起伏的空间结构，配套有景观小品、景墙、戏台等设施。“游园建得真不赖，我们几个老姐妹没事儿就来这儿唱戏，方便多了。”66岁的马维娜唱完一段豫剧《穆桂英挂帅》选段，把话筒递给下一个登台献唱的姐妹。
五一广场、八一路口……如今，一大批街头游园、文化空间、市民驿站如雨后春笋般涌现，成为周口城市焕新的亮点。一条适合周口实际、满足人民群众需求的绿化提档升级新路子，助推着城市进化更具颜值、更有气质、更有温度。
“去年建设完成小、精、特游园70处，配套市民驿站、直饮水点等基础设施6处，绿化带端口改造65处，拆墙透绿12处。”周口市城市管理局市政管理科工作人员任占伟说，中心城区秉承园林绿化建设新发展理念，坚持把“小、精、特”游园建设作为城市绿化提档升级的“加速器”，提高了人民群众对城市园林绿化的获得感和幸福感。
从开门见绿、出门见园到城园相融、人城和谐，周口市城市管理局充分利用城市“零碎空间”“巴掌地块”，建设“小而精、小而美”的城市“袖珍游园”，把一处处园林微景观，绘成一幅幅“处处繁花处处景”的美好城市画卷，变为市民家门口休闲、健身、游玩的“打卡地”。
不论是“吞洪镇潮”的小铁牛、盛极一时的荷花市场，还是通江达海的周口港、移步换景的“桥梁博物馆”，都承载着一个时代的记忆，为人们所魂牵梦萦着，共同构建起“人文周口”的精神家园。
周口中心港 以港兴城 大有可为
昔日千帆竞过，今朝汽笛争鸣。从“周家渡口”到“中原港城”，周口航运历经沧桑巨变。如今，周口正大步迈入向海而生的新时代。
沙颍河是淮河的最大支流，周口境内航道里程162公里，在周口航运的复兴之路上，周口中心港是周口掘金“黄金水道”的龙头。
2017年4月，周口中心港一期工程开港运营，“港口复兴梦”拉开序幕；2020年9月25日，周口中心港至上海港、盐城港集装箱运输班轮航线正式开航；2022年2月，来自河南、山东、河北、湖北、江西5省的数百件货物齐聚周口中心港码头，开启“非洲之旅”……“豫货出海”道更宽。
借水生势，顺势而为。周口中心港规划东、中、西3个作业区，77个千吨级泊位，其中中部作业区的8个挖入式港池、47个千吨级泊位全部投用，设计年吞吐能力3500万吨，集装箱吞吐能力80万标箱。大广高速港区站距码头直线距离1公里左右，实现了公水联运无缝对接。目前，直通港口码头的铁路专用线正在加紧建设中。
以水为媒，问河借力。截至目前，周口中心港已相继开通至淮安港、太仓港、连云港港、上海港、盐城大丰港、安徽凤阳港等6条国内集装箱航线以及美国洛杉矶长滩港、非洲加纳特马港、印度蒙德拉港等3条集装箱国际航线。航运采取“一单制”全程服务模式，真正实现了箱通世界、货运全球。
历史长河奔腾不息，时代大潮滚滚向前。目前，周口中心港正围绕绿色化、智能化建设持续发力，在继续做好提质扩容工程和集货能力建设上下功夫，以高质量跨越发展为支撑点，助力周口建设国家级区域中心港口城市。
周口东站 人畅其行 物畅其流
由“点”落“捺”，大笔如椽。
2019年12月1日，周口东站正式开通运行，周口迈入高铁时代。作为郑阜高铁的重要组成部分，周口东站是郑州“米”字形高速铁路网上的一个“点”，它的拔地而起，为周口路网发展落下了最灵动的一笔。
周口东站主站站房大楼坐东朝西，主楼大气磅礴，现代简约式装修风格，运用“对称式布局”彰显东方美学。站房的天际线处理，高低叠加，层次感突出。斜线与曲线的形体应用，诠释着周口“三川交汇”的地理物语。篆书字体设计的“周”字市标图案高悬，伏羲胜迹如画卷般铺展，厚重地域文化跃然眼前。
随着河南“米”字形高铁网“一捺”的落定，周口东站串起省会郑州与省内东南部城市的便利往来。如今，周口东站早、中、晚都有直达新郑机场的高铁班列，市民可享受到“高铁+飞机”组合出行模式的便捷。同时，周口东站还是豫皖两省互联互通的又一便捷连接点，这不仅扩大了周口的“朋友圈”，也为周口高质量发展和开放融通按下“快进键”。
进入郑州“一小时经济圈”，再进入北京“半日生活圈”，周口东站让梦想成真。呼啸向前的高铁为市民出行和乡村振兴带来福音，也为人流、资金流等提供了快速通道。补齐高铁短板，周口加速接轨“大枢纽”，也为打造公铁水空四位一体的多式联运添上一块“拼图”。
一辆辆飞驰而过的高铁，连接着“诗和远方”，更连接起美好的明天。瞻望未来，周口东站将成为更多来往高铁的停靠地，“高铁速度”也必将为区域性经济高质量发展增添“加速度”。
“桥梁博物馆” 五桥卧波 城市脉动
往昔，一水迢迢，彼路遥遥；今夕，五桥飞架，南北通达。
因水而兴的周口主城区，自西向东架起的五座大桥，承载着城市的历史变迁，见证着城市的繁华嬗变。
周口大闸跨河大桥，是周口的标志性建筑。中国风的古典建筑造型是文脉的传承，桥闸的超强泄洪能力则伏波安澜。随着沙颍河恢复通航，漕运时代的周家口荣光再现。
沿河向东是中州路大桥，建于上世纪80年代，桥的南端是周口老城区的中心地段，它倾听着桥两端土地上生长拔节的声音，细数着中心城区向现代与繁华的蝶变。
中州路大桥向东，是以“龙都周口”为主题构思的八一路大桥，四座桥墩彰显着这座城市的文脉传承与更新。桥北岸，如雨后春笋般涌现的建筑，不断刷新着城市高度；桥南岸，主城区蓄积力量，成为经济发展的中流砥柱。
大庆路桥是一座雄伟的独塔斜拉式大桥，也是周口的一座标志性建筑。在这里，大桥南北差异逐渐消失，繁华老城与蓬勃新城“握手相见”，共谱发展新篇章。
夜幕下，流光溢彩的中原路跨沙颍河大桥，新晋网红打卡地，不仅是周口市重点民生工程，也是连接新老城区的便捷通道。进入主桥的人行道或观景平台，沙颍河及两岸美景尽收眼底。既可见朝阳东升，晚霞夕照，亦可赏万家灯火，璀璨星河。
因河而兴，跨河而盛。五座跨河大桥，是发展桥、民生桥、幸福桥。它们让这座城市的南北血脉相连，并蝶变为宜居、宜业、宜游的魅力之城。如今，一个桥相连、路相通、心相印的周口正阔步走来……
周口野生动物世界 中部“长隆”杂技荟萃
动物园里，小火车满载游客驶入游览区，开启一场秘境探险；大剧院里，精彩绝伦的杂技轮番上演，献上一场视觉盛宴……这里，欢乐和惊奇交织，梦幻和自然相融。如今，周口野生动物世界已成为一张全新的城市名片。
周口野生动物世界于2020年10月开园，虽“年轻”，但极不简单。近2000亩占地面积，已领先许多动物园一步；存养着200余种、上万只珍禽异兽，动物丰富性令人赞叹；“动物观赏+杂技演出+机械游乐”三位一体的设计理念，让复合式发展聚势谋远；仿生态的动物散养模式结合自驾游模式，给游客带来非凡的沉浸式体验。
园区更有杂技艺术“硬核”加持。周口是“中国杂技之乡”，拥有得天独厚的杂技产业发展优势，金贵演艺负责人张金贵、张玉玺父子，两代杂技艺人回归家乡倾力创建杂技文化产业园，为园区发展添上浓重一笔。从生产杂技大篷到创建大小剧场，从制作舞台器械到创作演出节目，1000多人的高素质团队为杂技产业强力赋能，他们选择与周口同频共振，一起向未来。
时间无言，发展可见。2021年，周口野生动物世界被评为国家4A级景区，与蜚声中外的淮阳太昊陵、鹿邑老子故居比肩，一匹强健的“黑马”正蓄势而发，冲向业界“第一方阵”。
街头游园 城市添绿 生活添彩
“自从这个游园的书屋免费开放，我基本天天都过来，低头能看书，抬头能见绿，日子真的很美好。”9月2日，在周口市七一路文明路口西南角文化空间，76岁的郭美英老人对记者说道。
同样，位于中州大道与滨河路西南角的颂园，也成了居民休闲好去处。该园占地1.1万余平方米，通过微地形营造高低起伏的空间结构，配套有景观小品、景墙、戏台等设施。“游园建得真不赖，我们几个老姐妹没事儿就来这儿唱戏，方便多了。”66岁的马维娜唱完一段豫剧《穆桂英挂帅》选段，把话筒递给下一个登台献唱的姐妹。
五一广场、八一路口……如今，一大批街头游园、文化空间、市民驿站如雨后春笋般涌现，成为周口城市焕新的亮点。一条适合周口实际、满足人民群众需求的绿化提档升级新路子，助推着城市进化更具颜值、更有气质、更有温度。
“去年建设完成小、精、特游园70处，配套市民驿站、直饮水点等基础设施6处，绿化带端口改造65处，拆墙透绿12处。”周口市城市管理局市政管理科工作人员任占伟说，中心城区秉承园林绿化建设新发展理念，坚持把“小、精、特”游园建设作为城市绿化提档升级的“加速器”，提高了人民群众对城市园林绿化的获得感和幸福感。
从开门见绿、出门见园到城园相融、人城和谐，周口市城市管理局充分利用城市“零碎空间”“巴掌地块”，建设“小而精、小而美”的城市“袖珍游园”，把一处处园林微景观，绘成一幅幅“处处繁花处处景”的美好城市画卷，变为市民家门口休闲、健身、游玩的“打卡地”。
【从太极图中获取内部结构设计灵感，超“听话”的超材料诞生了！】记者9月12日从国防科技大学获悉，该校的研究者们提出一种原创性的智能超材料设计方法，实现了金属基材料刚度和形状的大范围、连续、快速调节，具有重要的科学意义和工程应用价值。
相关研究作为8月封面文章https://t.cn/A6SEOJHF近日发表于《自然—材料》，并被《自然》评为今年6月全球重要科技进展（全球共4项）。
齿轮簇实现机械性能调节
近年来，智能材料广受关注，它是智能装备与结构设计的基础。材料弹性的调节对于智能机器、机器人、飞机和其他系统非常必要。然而，常规材料一旦制备，特性就几乎不能改变，部分材料在高温相变时才能呈现一定的调节性，但不具备工程实际可操作性。
“机械/力学超材料是具有超出常规材料力学性能的结构功能材料，为高性能装备设计提供了前沿技术支撑，但传统超材料设计方法依然无法实现稳定连续的参数控制，需要颠覆性设计思维才能突破该瓶颈。”该校智能科学学院振动与噪声控制研究团队带头人、论文共同通讯作者温激鸿表示。
“限制力学超材料实现智能化调节的根本原因在于传统超材料的设计都遵循同一种模式，即将梁、杆、板等单功能的承载基元用固定或屈曲结点连接构成确定性拓扑结构，这种模式下，当受到应力、热或电磁场的刺激时，超材料会因为屈曲或旋转铰链而发生重构，从而改变刚度，同时会造成塑性变形且变化不连续，调节过程十分困难。”论文第一作者兼共同通讯作者、研究团队副研究员方鑫说。
为解决这个难题，研究团队提出了基于多功能动态基元和易变—牢固耦合模式的智能可编程机械/力学超材料设计范式，设计了系列基于齿轮的智能超材料，突破了宏观与微观、金属基和复合材料基超材料的集成一体化制造和集成驱动技术，实现了金属基材料的大范围、连续、快速调节。
通俗地说，该团队设计了一个由齿轮制成的智能材料，它可以根据不同的“命令”，在齿轮旋转时，使坚固的材料变得更坚硬/更柔软或变形。
“这是一种前所未有的设计方法。”方鑫表示，可调性能够通过组装具有内置刚度梯度的元件实现。要实现机械性能可调但坚固的固体，需要确保在大作用力下的可调性和强耦合（可靠连接），同时避免在调整时发生塑性变形。“我们发现，这种可变而又强的耦合可以通过齿轮簇实现。”
方鑫透露，除了尝试以齿轮作为基元外，团队还尝试过很多其他构型，比如广泛关注的折纸构型、各类弹性屈曲构型、双稳态/多稳态构型，但都无法实现他们想要的这种调控特性。
为什么是齿轮簇？“可靠的齿轮啮合可以平稳地传递旋转和沉重的压缩载荷。”方鑫说，刚度梯度可以内置到单独的齿轮体中，也可以通过分层齿轮组件实现。齿轮组可以组装成单元组，而单元做恰当排列就可形成超材料。
从太极图中获取内部结构设计灵感
既然齿轮是可被利用的元件，那它的内部结构该如何设计？
超材料的可调性取决于其内置中空部分的形状。“想要实现可调但坚固的材料，需要确保在大作用力下的可调性和鲁棒可控性，同时避免调谐中塑性变形。”方鑫表示，在众多设计方案中，团队从太极图中获取灵感，最终设计了形似太极图的齿轮，其形状以螺旋方向为特征，可以提供平滑的变化和极性。
“太极图的灵感是从中国传统文化中获得的。当时我在用笔构思各种简单大气又有用的形状，脑子里突然闪现《易经》中‘两仪生四象，四象生八卦’这句话，随之就想起了太极图。因为太极的核心思想就是‘变化’，而我们想要的材料特性也是‘变’。”方鑫说，“引入太极理念后，我们设计的构型具有正极性和负极性，提供了一个很好的设计维度。”
在此基础上，该团队使用紧密耦合的周期齿轮和两个格子框架（前和后）将齿轮排列成简单的图案，外部形成两个弹性臂，其径向厚度随旋转角度θ平滑变化。在压缩载荷作用下，臂部的变形以弯曲为主。
“任何两个啮合齿轮的自转方向都是相反的。正面和背面太极图案的螺旋方向是相反的。因此，一对齿轮的啮合模式有两极。当图案的螺旋方向相反时，极性为正，反之则具有负极性。”方鑫说。
为了验证这一构想，团队采用投影显微立体光刻3D打印技术制作了5行6列的太极齿轮组成的集成微型超材料。太极齿轮的直径和齿厚分别为3.6毫米和235微米，最粗的臂为75微米。样品由杨氏模量为3.5GPa的光敏树脂制成。
“这种微型试件的等效模量Ey（θ）可以平滑地调整35倍（从8.3MPa到295MPa）。用金属材料制备的样品调节范围则可达到75倍。”方鑫说，这意味着即使是在微尺度上，基于齿轮的集成超材料也可以通过三维打印直接制造。这种集成制造的主要挑战是确保啮合齿不会融合在一起，但仍能有效地参与啮合。
旋转变速器行星齿轮即可“变身”
该团队设计的第一种超材料仅在压缩载荷下可调。“我们期望找到一种设计方法，使其压缩模量和拉伸模量均可调，同时保持结构完整性。”方鑫介绍，团队探索发现，这可以通过将行星齿轮系统组织为元胞来实现。团队使用行星齿轮簇创建了一个层次分明的超材料，其可调性来自元胞内齿轮的相对旋转。
“我们设计的行星齿轮超材料的变刚度来自每个行星齿轮内部。齿轮环产生弹性弯曲变形，其内部的行星齿轮是齿环变形的支点，通过旋转行星齿轮改变齿轮环的位置就可以改变它的变形刚度，从而对超材料参数进行调节。”方鑫说，对于组装的超材料，所有的太阳齿轮通过轴连接到传递转动的齿轮上，这些传动齿轮紧凑地耦合在一起。因此，只需要旋转其中的几个传动齿轮就可以实现对所有元素的重新配置和调节。
“有趣的是，我们设计的超材料可在很大的压缩力下保持稳定，并在剪切时显示出较大的刚度。支撑稳定性的因素之一是一种齿轮组的自锁机制，另一因素则是轮齿的咬合力。”方鑫表示。
该团队提出了几个可展示齿轮基超材料广泛应用潜力的场景。“对于机器人，可调刚度腿/执行器能够提供高刚度以在行走时稳定支撑重物，低刚度则在跳跃或跑步时提供减震保护。航空发动机挂架系统中需要类似的可调刚度隔离器，以在不同飞行阶段保持最佳性能和效率。”温激鸿表示。
“人们还可以通过使用锥齿轮、将平面齿轮组装成分层结构或合成不同类型的齿轮来设想3D超材料，利用集成制造将这些可调特性连接起来，以生产坚固的多用途设备。以微型超材料为例，高分辨率和大规模的3D打印，使基于齿轮的超材料进一步小型化和延伸成为可能。” 方鑫说。
《自然》审稿编辑认为，这种基于齿轮的力学超材料是使机器部件实现刚度可调的同时保持结构强稳定的可行途径，比如通过使机器人的结构变软或变硬来更好地适应跳跃和抓取物品等动作。https://t.cn/A6SEOJHs
相关研究作为8月封面文章https://t.cn/A6SEOJHF近日发表于《自然—材料》，并被《自然》评为今年6月全球重要科技进展（全球共4项）。
齿轮簇实现机械性能调节
近年来，智能材料广受关注，它是智能装备与结构设计的基础。材料弹性的调节对于智能机器、机器人、飞机和其他系统非常必要。然而，常规材料一旦制备，特性就几乎不能改变，部分材料在高温相变时才能呈现一定的调节性，但不具备工程实际可操作性。
“机械/力学超材料是具有超出常规材料力学性能的结构功能材料，为高性能装备设计提供了前沿技术支撑，但传统超材料设计方法依然无法实现稳定连续的参数控制，需要颠覆性设计思维才能突破该瓶颈。”该校智能科学学院振动与噪声控制研究团队带头人、论文共同通讯作者温激鸿表示。
“限制力学超材料实现智能化调节的根本原因在于传统超材料的设计都遵循同一种模式，即将梁、杆、板等单功能的承载基元用固定或屈曲结点连接构成确定性拓扑结构，这种模式下，当受到应力、热或电磁场的刺激时，超材料会因为屈曲或旋转铰链而发生重构，从而改变刚度，同时会造成塑性变形且变化不连续，调节过程十分困难。”论文第一作者兼共同通讯作者、研究团队副研究员方鑫说。
为解决这个难题，研究团队提出了基于多功能动态基元和易变—牢固耦合模式的智能可编程机械/力学超材料设计范式，设计了系列基于齿轮的智能超材料，突破了宏观与微观、金属基和复合材料基超材料的集成一体化制造和集成驱动技术，实现了金属基材料的大范围、连续、快速调节。
通俗地说，该团队设计了一个由齿轮制成的智能材料，它可以根据不同的“命令”，在齿轮旋转时，使坚固的材料变得更坚硬/更柔软或变形。
“这是一种前所未有的设计方法。”方鑫表示，可调性能够通过组装具有内置刚度梯度的元件实现。要实现机械性能可调但坚固的固体，需要确保在大作用力下的可调性和强耦合（可靠连接），同时避免在调整时发生塑性变形。“我们发现，这种可变而又强的耦合可以通过齿轮簇实现。”
方鑫透露，除了尝试以齿轮作为基元外，团队还尝试过很多其他构型，比如广泛关注的折纸构型、各类弹性屈曲构型、双稳态/多稳态构型，但都无法实现他们想要的这种调控特性。
为什么是齿轮簇？“可靠的齿轮啮合可以平稳地传递旋转和沉重的压缩载荷。”方鑫说，刚度梯度可以内置到单独的齿轮体中，也可以通过分层齿轮组件实现。齿轮组可以组装成单元组，而单元做恰当排列就可形成超材料。
从太极图中获取内部结构设计灵感
既然齿轮是可被利用的元件，那它的内部结构该如何设计？
超材料的可调性取决于其内置中空部分的形状。“想要实现可调但坚固的材料，需要确保在大作用力下的可调性和鲁棒可控性，同时避免调谐中塑性变形。”方鑫表示，在众多设计方案中，团队从太极图中获取灵感，最终设计了形似太极图的齿轮，其形状以螺旋方向为特征，可以提供平滑的变化和极性。
“太极图的灵感是从中国传统文化中获得的。当时我在用笔构思各种简单大气又有用的形状，脑子里突然闪现《易经》中‘两仪生四象，四象生八卦’这句话，随之就想起了太极图。因为太极的核心思想就是‘变化’，而我们想要的材料特性也是‘变’。”方鑫说，“引入太极理念后，我们设计的构型具有正极性和负极性，提供了一个很好的设计维度。”
在此基础上，该团队使用紧密耦合的周期齿轮和两个格子框架（前和后）将齿轮排列成简单的图案，外部形成两个弹性臂，其径向厚度随旋转角度θ平滑变化。在压缩载荷作用下，臂部的变形以弯曲为主。
“任何两个啮合齿轮的自转方向都是相反的。正面和背面太极图案的螺旋方向是相反的。因此，一对齿轮的啮合模式有两极。当图案的螺旋方向相反时，极性为正，反之则具有负极性。”方鑫说。
为了验证这一构想，团队采用投影显微立体光刻3D打印技术制作了5行6列的太极齿轮组成的集成微型超材料。太极齿轮的直径和齿厚分别为3.6毫米和235微米，最粗的臂为75微米。样品由杨氏模量为3.5GPa的光敏树脂制成。
“这种微型试件的等效模量Ey（θ）可以平滑地调整35倍（从8.3MPa到295MPa）。用金属材料制备的样品调节范围则可达到75倍。”方鑫说，这意味着即使是在微尺度上，基于齿轮的集成超材料也可以通过三维打印直接制造。这种集成制造的主要挑战是确保啮合齿不会融合在一起，但仍能有效地参与啮合。
旋转变速器行星齿轮即可“变身”
该团队设计的第一种超材料仅在压缩载荷下可调。“我们期望找到一种设计方法，使其压缩模量和拉伸模量均可调，同时保持结构完整性。”方鑫介绍，团队探索发现，这可以通过将行星齿轮系统组织为元胞来实现。团队使用行星齿轮簇创建了一个层次分明的超材料，其可调性来自元胞内齿轮的相对旋转。
“我们设计的行星齿轮超材料的变刚度来自每个行星齿轮内部。齿轮环产生弹性弯曲变形，其内部的行星齿轮是齿环变形的支点，通过旋转行星齿轮改变齿轮环的位置就可以改变它的变形刚度，从而对超材料参数进行调节。”方鑫说，对于组装的超材料，所有的太阳齿轮通过轴连接到传递转动的齿轮上，这些传动齿轮紧凑地耦合在一起。因此，只需要旋转其中的几个传动齿轮就可以实现对所有元素的重新配置和调节。
“有趣的是，我们设计的超材料可在很大的压缩力下保持稳定，并在剪切时显示出较大的刚度。支撑稳定性的因素之一是一种齿轮组的自锁机制，另一因素则是轮齿的咬合力。”方鑫表示。
该团队提出了几个可展示齿轮基超材料广泛应用潜力的场景。“对于机器人，可调刚度腿/执行器能够提供高刚度以在行走时稳定支撑重物，低刚度则在跳跃或跑步时提供减震保护。航空发动机挂架系统中需要类似的可调刚度隔离器，以在不同飞行阶段保持最佳性能和效率。”温激鸿表示。
“人们还可以通过使用锥齿轮、将平面齿轮组装成分层结构或合成不同类型的齿轮来设想3D超材料，利用集成制造将这些可调特性连接起来，以生产坚固的多用途设备。以微型超材料为例，高分辨率和大规模的3D打印，使基于齿轮的超材料进一步小型化和延伸成为可能。” 方鑫说。
《自然》审稿编辑认为，这种基于齿轮的力学超材料是使机器部件实现刚度可调的同时保持结构强稳定的可行途径，比如通过使机器人的结构变软或变硬来更好地适应跳跃和抓取物品等动作。https://t.cn/A6SEOJHs
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