褶皺的案例
：受指紋結構啟發構筑超高應變感知褶皺型離子導電芯鞘纖維
經結構優化后，該褶皺型芯鞘纖維拉伸應變感知靈敏度（GF）可提升至10以上，超過了絕大多數可拉伸離子導體應變傳感器。
圖1. 褶皺型離子導電芯鞘纖維的仿生設計。
褶皺型離子導電芯鞘纖維的制備共分為五步：1）將離子凝膠纖維浸入含有氟橡膠/PEGDA/光引發劑的甲基異丁基酮溶液約5 s；2）干燥器中懸掛流平并干燥得到表面光滑的芯鞘纖維；3）紫外光交聯PEGDA實現芯鞘拓撲互鎖；4）拉伸纖維至指定應變并保持5 min；5）松弛得到共形褶皺芯鞘纖維。芯層直徑和鞘層厚度分別通過PTFE管模具內徑和浸涂液濃度來控制，而褶皺波長和波幅可通過控制拉伸保持應變（Holding strain）進行調節。隨褶皺程度加深，初始表面光滑纖維由透明逐漸變得不透明，而拉伸將褶皺展平后纖維重新變透明。所形成的芯鞘褶皺結構在長期循環拉伸過程中保持穩定。
圖2. 褶皺型離子導電芯鞘纖維的可控構筑及可調光學。
作者利用拉伸測試分別模擬了芯層和鞘層在制備過程中的變化，發現褶皺形成的主要原因是模量較高的氟橡膠鞘層具有遠低于離子凝膠芯層的彈性回復率，從而在應變回復過程中造成了芯層和鞘層界面失穩。隨Holding strain增加，這一彈性回復率差異增大從而導致更加密集的褶皺。此外，所形成的褶皺可通過加熱至60℃完全消除，從而使纖維具備可重復編輯褶皺的能力。利用二維相關紅外光譜衍生的外擾相關移動窗口技術揭示了離子凝膠芯層殘余應變消除主要受C=O構象重組所誘導，而氟橡膠鞘層由C-F偶極相互作用錨定的伸直鏈構象也可以通過加熱完全消除。
圖3.
展開 西南交大楊維清教授等CRPS：水蒸發誘導分子間作用力實現納米褶皺聚合物薄膜合成
隨著反應進一步進行，水分子蒸發形成毛細管力，在表面產生壓應力，由于材料表層與內部基體存在模量差異，為降低表面能并達到平衡狀態，PDMS表面產生褶皺（圖1）。
圖1. PDMS納米褶皺薄膜的設計與合成
褶皺生長機理與表征
同時系統研究了PDMS薄膜表面褶皺生長過程，分為破乳、生成表層、褶皺形核、褶皺生長與褶皺終止五個過程。在第一階段，PDMS乳液在受熱狀態下發生破乳，PDMS開始聚合，并在第二階段，形成表層結構。隨著反應持續進行，基體中水分不斷蒸發，在表層形成壓應力，薄膜表層開始收縮。在第三階段，表面不穩定區域首先開始出現褶皺，并且在第四階段，褶皺結構不斷向周圍擴展，最終在第五階段，表面完全生成褶皺結構。通過改變體系中水分含量，可以對褶皺波長進行調控（250 nm-10.5 μm），當褶皺波長為250 nm時，薄膜表現出良好的柔性與透明性（圖2）。
圖2. PDMS褶皺生長機理與表征
PDMS納米褶皺薄膜的應用
PDMS電負性較大，是良好的摩擦電材料，在其表面制備褶皺結構，可以增加其表面積，提高表面電荷密度，進一步提高摩擦納米發電機（TENG）輸出。研究人員制備了基于納米褶皺薄膜的TENG器件，與平面薄膜相比，其輸出電壓、轉移電荷與短路電流分別提升了219%、279%以及511%。器件輸出功率為8.5 mW，并在2 Hz工作頻率下，可于120 s內將容量為22 μF和100 μF的電容器充電至4.7 V和2.2 V（圖3）。
圖3.
展開 頂蓋外板尾部兩側褶皺的分析及對策
本文針對頂蓋外板尾部兩側褶皺問題，從理論、工藝以及模擬分析出發進行了詳細的分析，并通過工藝優化提出相應的解決措施，最終在實物上驗證解決了這一問題。
頂蓋外板是白車身上一個重要的制件。其主型面為外觀A 級曲面，與側圍外板、后背門等多個外表面件存在搭接關系，其結構面也與流水槽、加強橫梁等眾多小件存在焊接、涂膠等連接關系。頂蓋外板尾部兩側區域雖然被劃分為外觀Ⅱ區(依據康采恩分區原則)，但由于與多個小件存在焊接、涂膠的連接關系，其表面要求不得有較大的波浪、褶皺問題。本文針對多個項目中頂蓋外板尾部兩側褶皺的產生原因進行分析探討，并進行了相應的工藝改善。
問題闡述
在近期兩個項目中，頂蓋外板尾部兩側均出現了大小不一的褶皺現象。經整形鑲塊強壓后仍有部分褶皺無法消除，如圖1 所示。
原因分析
理論分析
起皺是一種厚度方向上塑性失穩的表現。一般情況下，如果板料的相對厚度較小，而壓應力又較大時，在板厚方向上最容易失去塑性穩定而產生縱向彎曲，使板料在垂直方向上做微小的移動，進而出現輕微的波狀，隨高度的增加發生起皺。
圖1 頂蓋外板尾部兩側褶皺
圖2 褶皺方向上剖線的線長對比
按照引發起皺的應力情況，主要可以分為壓應力起皺(即壓應力作用下失穩，如凹模口的起皺)、不均勻拉應力起皺(即板料受到的外力是同軸平衡力，但拉應力不均勻而引起的不均勻變形，如外覆蓋件常見的表面波紋)和切應力起皺(即板料受到的外力是非同軸平衡力，產生剪切應力導致起皺)等。
在產品上沿褶皺趨勢方向大致做兩條垂直的剖線，測量從側整R 角下切點到流水槽R 角切點的距離，剖線從外向內線長在減少(圖2)。根據上文所述的起皺產生機理可以初步判定該位置存在壓應力起皺，類似于拉深成形中凹模口的起皺現象。
展開 揚聲器折環褶皺失穩現象分析
復合邊褶皺的初步探究
折環，懸邊，復合邊，surround，edge... 這個部件目前并沒有統一的名稱，大家知道是什么就行了。
為方便手機端閱讀，版面有做調整。
02
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內容簡介
?揚聲器折環褶皺現象
?褶皺現象有限元仿真
?仿真注意事項
?理想模型分析
?解決思路
03
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揚聲器折環褶皺現象
現在的揚聲器產品要求越來越高。
蘇州大學孫旭輝團隊：基于褶皺狀導電高分子電極的透明可拉伸摩擦納米發電機
近日，蘇州大學功能納米與軟物質研究院（FUNSOM）孫旭輝教授研究團隊提出了一種基于褶皺結構PEDOT:PSS薄膜電極的可拉伸摩擦納米發電機（WP-TENG）。該WP-TENG利用彈性PDMS作為器件的摩擦起電材料，用褶皺狀的PEDOT:PSS薄膜作為感應起電電極材料，由此制得的透明可拉伸納米發電機同時具備生物機械能收集、觸覺傳感和人體運動監測等功能。
圖a為器件的制備過程圖，圖b為褶皺狀PEDOT:PSS導電膜，圖c為不同厚度導電膜光透過率，圖d為該導電膜在不同拉伸條件下方阻
該WP-TENG通過預拉伸彈性PDMS膜作為摩擦層，再旋涂導電高分子PEDOT:PSS薄膜作為電極層，釋放拉伸后形成褶皺狀可拉伸器件。該褶皺狀電極的透明度可根據刮涂的層數不同而發生改變，最佳透光率可達到90%。經測試，拉伸應變從0變化到100%的過程中，褶皺狀電極的方阻可從1.40增大到4.63 kΩ·sq-1，而同等拉伸情況下無褶皺的薄膜會增大到22.9 kΩ·sq-1，因此，該褶皺設計增強了薄膜在拉伸過程中的導電性和穩定性。
圖a為WP-TENG的器件實物圖，圖b為WP-TENG的發電機理圖，圖c為WP-TENG的電輸出圖，圖d為WP-TENG使用時的電路示意圖，圖e為WP-TENG在手拍的運動條件下的充放電曲線圖，圖f為WP-TENG將電能存儲于電容器后驅動電子手表的照片。
作為生物機械能收集裝置，WP-TENG可以將機械能轉化為電能。在單電極的工作模式下，該透明可拉伸WP-TENG可以輸出180.1 V的開路電壓，75.3 nC的轉移電荷量，22.6 μA的最大短路電流。因此，基于其優異的電輸出，該研究團隊將此器件用于收集人體運動（如手的拍擊、人體行走等）所產生的機械能。
展開 復合邊褶皺的初步探究
01
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復合邊褶皺現象
根據實踐經驗，我們經常發現有些復合邊在大位移時會發生復合邊褶皺的現象。
這種褶皺現象是呈現周向近似周期性的，比較規律。目前這塊的研究較少，我暫時定義稱其為“懸邊失穩”。
在位移較大產品，比較薄的橡膠邊，PU邊等容易出現此類現象。
02
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褶皺現象分析
最開始覺得非常奇怪，為什么軸對稱產品會出現非軸對稱性形變？而且形變這么明顯。到底是因為材料達到一定應力的時候呈現各向異性？還是材料厚度生產工藝厚薄不一造成的？
用有限元的方式復現了與實踐經驗相符的類似的結果。
10mm位移時，整體位移分布：
應力分布：
運動過程動態圖：
通過查找相關資料，以及和同事之間相互交流。大體可以確認這種現象的來源是復合邊發生了屈曲，從而造成大形變時復合邊形狀的不穩定。
03
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解決思路
這個問題當然非常顯然的辦法是加厚復合邊材料。但會影響振動質量和靈敏度。
另一種對其他性能影響相對較小的方案是在復合邊上增加加強筋，從而抵消這種“懸邊失穩”的影響。
展開 力學所《Nano Lett》：揭示納米級褶皺的增強增韌反常規機制！
近日，中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室研究員魏宇杰研究團隊通過原子尺度模擬和理論分析，報道了高強度和高韌性的堆疊無定形碳基復合材料，并揭示出納米級褶皺產生的增強增韌這一反常規機制，相關研究成果發表在Nano Letters上。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01462
石墨烯等低維碳基材料具有極高的面內強度和楊氏模量，但其三維堆疊結構難以繼承這些優勢且表現出極端脆性。科研人員通過模擬和理論分析，設計出基于二維無定形碳薄膜的堆疊結構，與大多堆疊結構材料不同的是，其同時實現了高強度（GPa）和類塑性的大變形。對變形過程分析發現，大量初始缺陷引起的表面粗糙度和單原子層固有的面外柔性是其增強增韌的兩個關鍵因素。在拉伸過程中，表面大量的納米級褶皺會帶來不均勻的小尺度層間界面滑移，從而導致剪應力的不均勻分布和類塑性變形，避免了材料的突然失效。上述結論對其他類型的原子尺度薄膜材料具有普遍性，為提高范德華異質結構的韌性，有效避免災難性失效提供了新策略。
力學所博士研究生謝文慧為論文第一作者，魏宇杰為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中科院戰略性先導科技專項的支持。
二維無定形碳的三維堆疊，由此產生的非晶碳基復合材料具有高強度（~3.5 GPa）和良好的韌性。堆疊結構示意圖和原子構型（左），層中的納米級褶皺是增強增韌源頭；堆疊片層尺寸b對復合材料力學性能的影響（右）。
展開 美國西北大學：褶皺石墨烯可制造性能更強的電池
美國西北大學（Northwester\nUniversity）研究者們發現褶皺粒狀石墨烯可以用于增強鋰電池的充電性能特性，克服一些鋰電池的缺陷。美國西北大學副教授Jiaxin\nHuang解釋道“目前的電池技術中，鋰需要另一種材料如石墨或者硅的電極自動分配。”
反復揉皺納米材料石墨烯,反而能增強它的一些特性。美國西北大學（Northwester\nUniversity）研究者們發現褶皺粒狀石墨烯可以用于增強鋰電池的充電性能特性，克服一些鋰電池的缺陷。美國西北大學副教授Jiaxin\nHuang解釋道“目前的電池技術中，鋰需要另一種材料如石墨或者硅的電極自動分配。”
“而使用附加材料會‘衰減’電池性能，鋰已經是一種金屬，為何不利用鋰自身來完成呢？”因為當電池充電時微觀鋰纖維會在電極表面積累，當他們分散時支狀晶體最終會導致短路，因此研究者采用了3D納米石墨烯材料來增強表現，防止支狀結晶現象的形成。而西北大學的研究團隊發現，通過對納米石墨烯進行褶皺工藝的加工，會大幅增加鋰電池的儲電性能，而且能夠防止鋰形成支狀結晶。大幅提高鋰電池的充電性能。
Huang副教授稱“我們的策略是反向思維，粒子并不互相綁定。當與鋰結合時，其仍然構成延續性的可導電材料。當鋰分離時，粒子能夠重構稱另一種延續性的整體的石墨烯粒子層”這樣能夠極大地提高有效鋰電充放電循環的次數。
“而使用附加材料會‘衰減’電池性能，鋰已經是一種金屬，為何不利用鋰自身來完成呢？”因為當電池充電時微觀鋰纖維會在電極表面積累，當他們分散時支狀晶體最終會導致短路，因此研究者采用了3D納米石墨烯材料來增強表現，防止支狀結晶現象的形成。而西北大學的研究團隊發現，通過對納米石墨烯進行褶皺工藝的加工，會大幅增加鋰電池的儲電性能，而且能夠防止鋰形成支狀結晶。大幅提高鋰電池的充電性能。
展開 應懂得最基本地質知識！你全知道嗎？
褶皺
褶皺構造：在地殼運動的強大擠壓作用下，巖層會發生塑性變形，產生一系列的波狀彎曲，叫做褶皺。從原理上講褶皺產生是個相當簡單的過程，但是由于形成原因不同褶皺也分為很多種。
樞紐：在褶皺的各個橫剖面上，同一褶皺面的各最大彎曲點的聯線稱樞紐。
軸面：又稱樞紐面，指相鄰褶皺面上的樞紐聯成的面。
軸跡：軸面與地面或任一平面的交線。
槽線：向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最低點為“槽”，它們的聯線為槽線。
脊線：向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最高點為“脊”，它們的聯線為脊線。
向斜：向斜是凹面的褶皺，形成時間越晚越靠近中心。向斜是典型的向下彎曲的褶皺，指向上方。它的頂部還會被侵蝕，所以我們只能看到它形成的邊緣。
背斜：背斜和向斜類似，只是跟它反過來。背斜是凸起來的褶皺，形成時間越早越靠近中心，側面常常是向斜。不過在現實中，還會發生斷裂和侵蝕讓二者分開。背斜常常會產生許多優良的有氣圈閉地區，適合勘探石油。
尖棱褶皺：這種褶皺常被石油公司稱為V形褶皺，顧名思義就是常呈現V形的褶皺。常常因為當地抗壓應力而形成，但要成型還需要一些非常具體的條件。總共有四個發展階段：曲形成核、平行褶皺、兩翼伸開/中間銳化、尖棱褶皺收緊。
平臥褶皺：平臥褶皺是被顛倒的褶皺，一個翻轉或是徹底倒轉的褶皺，有一定角度的軸向面，一側的地層被翻轉。平臥褶皺的軸線基本上保持水平。
等斜褶皺：等斜褶皺兩翼的角度在0°到10°之間，兩翼基本是平行的。
展開 最基本地質知識！你全知道嗎？（多圖）
褶皺
褶皺構造：在地殼運動的強大擠壓作用下，巖層會發生塑性變形，產生一系列的波狀彎曲，叫做褶皺。從原理上講褶皺產生是個相當簡單的過程，但是由于形成原因不同褶皺也分為很多種。
樞紐：在褶皺的各個橫剖面上，同一褶皺面的各最大彎曲點的聯線稱樞紐。
軸面：又稱樞紐面，指相鄰褶皺面上的樞紐聯成的面。
軸跡：軸面與地面或任一平面的交線。
槽線：向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最低點為“槽”，它們的聯線為槽線。
脊線：向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最高點為“脊”，它們的聯線為脊線。
向斜：向斜是凹面的褶皺，形成時間越晚越靠近中心。向斜是典型的向下彎曲的褶皺，指向上方。它的頂部還會被侵蝕，所以我們只能看到它形成的邊緣。
背斜：背斜和向斜類似，只是跟它反過來。背斜是凸起來的褶皺，形成時間越早越靠近中心，側面常常是向斜。不過在現實中，還會發生斷裂和侵蝕讓二者分開。背斜常常會產生許多優良的有氣圈閉地區，適合勘探石油。
尖棱褶皺：這種褶皺常被石油公司稱為V形褶皺，顧名思義就是常呈現V形的褶皺。常常因為當地抗壓應力而形成，但要成型還需要一些非常具體的條件。總共有四個發展階段：曲形成核、平行褶皺、兩翼伸開/中間銳化、尖棱褶皺收緊。
平臥褶皺：平臥褶皺是被顛倒的褶皺，一個翻轉或是徹底倒轉的褶皺，有一定角度的軸向面，一側的地層被翻轉。平臥褶皺的軸線基本上保持水平。
等斜褶皺：等斜褶皺兩翼的角度在0°到10°之間，兩翼基本是平行的。
展開 罕見的48處野外地質現象！
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褶皺
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褶皺
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褶皺
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褶皺橫切面
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褶皺
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褶皺
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斷彎褶皺
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可見樞紐的褶皺
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褶皺
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褶皺，軟弱層的波長短，強硬層的波長長
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多層褶皺
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褶皺轉折端破裂，礦脈充填
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底辟作用形成的背斜（俯視圖）
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不整合面的上下兩層全是褶皺
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逆斷層
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逆斷層
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小型逆斷層
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逆斷層
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韌性剪切中S-C組構
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韌性剪切帶
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韌性剪切帶中的石香腸構造
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榴輝巖中韌性剪切帶
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元古宙片麻巖受泥盆紀的剪切力作用發生變形，挪威
展開 
一種基于高導熱/高強度的石墨烯基復合膜
消除納米片褶皺的GNS/ANF復合膜的熱導率和力學性能。
圖2. 面內拉伸法制備消除納米片褶皺的GNS/ANF薄膜。
圖3. 復合膜的褶皺調控和導熱性能的提高。
圖4. 通過面內拉伸消除納米片褶皺來提高GNS/ANF復合膜熱導率的機理。
圖 5. 消除納米片褶皺的GNS/ANF復合膜的熱管理演示。
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地質構造基本類型
二、褶皺構造
定義：組成地殼的巖層，受構造應力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續性的構造，稱為褶皺構造。
褶皺構造是巖層產生的塑性變形，是地殼表層廣泛發育的基本構造之一。
地表褶皺構造
（一）褶曲
定義 褶皺構造中的一個彎曲，稱為褶曲。褶曲是褶皺構造的組成單位。褶曲要素：每一個褶曲，都有核部、翼、軸面、軸及樞紐等幾個組成部分，一般稱為褶曲要素（圖1-13）。
核部 褶曲的中心部分，通常把位于褶曲中央最內部的一個巖層稱為褶曲的核。
翼 位于核部兩側，向不同方向傾斜的部分，稱為褶曲的翼。
軸面 從褶曲頂平分兩翼的面，稱為褶曲的軸面。
軸 軸面與水平面的交線，稱為褶曲的軸。軸的方位，表示褶曲的方位。軸的長度，表示褶曲延伸的規模。
樞紐 軸面與褶曲同一巖層層面的交線，稱為褶曲的樞紐。樞紐可以反映褶曲在延伸方向產狀的變化情況。
（二）褶曲的類型
1．褶曲的基本形態：是背斜和向斜（圖1-14）。
背斜：
褶曲是巖層向上拱起的彎曲。較老的巖層出現在褶曲的軸部，從軸部向兩翼，依次出現的是較新的巖層。"新包老"
向斜：
褶曲是巖層向下凹的彎曲。在褶曲軸部出露的是較新的巖層，向兩翼依次出露的是較老的巖層。"老包新"
2．按褶曲的軸面產狀分類
（1）直立褶曲：軸面直立，兩翼向不同方向傾斜，兩翼巖層的傾角基本相同，在橫剖面上兩翼對稱，所以也稱為對稱褶曲。
展開 江南大學李文兵與哈工大冷勁松院士/劉彥菊教授團隊《Small》綜述：形狀記憶微/納米圖案的發展和應用
圖4 形狀記憶微/納米孔圖案
褶皺是一種自然界常見的現象，較柔軟的內部組織支撐的相對較硬的皮膚在壓縮應力下會形成褶皺，而在表面上起皺是由于施加橫向壓縮應變或應力形成的，SMP作為表面褶皺的基底擁有其獨特優勢。
圖5 形狀記憶微/納米褶皺、裂紋圖案
形狀記憶微/納米圖案通過形狀記憶聚合物和微/納米圖案技術結合，在表面形成了不同的表面微/納米結構，制備方法也是不同的，主要有熱壓印光刻法、復制模刻法、自組裝以及其他方法（微注射成型、激光燒蝕、反應離子蝕刻等方法）。圖6、7分別介紹了不同的制備方法。
圖6 形狀記憶微/納米圖案的制備方法：A、B熱壓印光刻法；C復制模刻法
圖7 形狀記憶微/納米圖案的制備方法：A、B微/納米褶皺圖像；C、D自組裝法
形狀記憶微/納米圖案的應用主要集中于智能膠粘劑、可調潤濕性、微光學產品以及在生物醫學方面的應用。圖8、9、10、11、12分別介紹了各種潛在的應用。
展開 管道的穩定性應力分析及解決方案
還有一種局部失穩，就是管道在軸力推擠和彎曲應力共同作用下，一側產生褶皺：
這種一側發生管道褶皺，往往都是發生在折角彎管或彎管附近直管上面，直線管道熱脹推壓彎管，彎管發生彎曲變形，由于直管推壓導致大彎曲應力作用，弧段發生失穩，就會進入塑性變形，產生一側褶皺變形。
這個折角弧段失穩，不同于引發管疲勞破壞的二次應力。首先，他是重量+溫度+壓力等全部載荷共同作用下，導致折角弧段或直段發生失穩破壞。失穩控制是第一位的，這個滿足后，我們才會檢查彎頭，折角和三通的疲勞二次應力。
管道熱脹導致活動段發生運動，對折角弧段或彎頭發生擠壓及彎曲，首先必須保證熱態全載荷作用下不發生失穩，其次是熱態-冷態來回循環變化應力范圍要滿足安定性要求，確保疲勞壽命的滿足。
可能很多人誤認為彎頭變形是溫度熱脹引發的，溫度引發的就是二次應力，二次應力就得按安定性原則來控制，這是錯誤的。管道熱脹對折角彎頭或弧管有兩個破壞作用，一個是引發弧管失穩，產生褶皺；另外一個就是如果不發生失穩，冷熱循環導致二次應力，對彎管或彎頭產生疲勞破壞。一個原因，引發兩個不同的結果。不允許發生失穩，也不允許二次應力超標產生疲勞破壞。
解決的方法：要想避免一側彎管起褶皺，就得增大管道柔性，折角位置控制熱態彎曲應力水平，埋地管道在折角附近做松軟回填或包裹，增大折角位置柔性，釋放熱脹推力。不讓發生失穩，降低軸力和彎矩，增加柔性就可以。
展開 