骨架的案例
聊一聊骨架化建筑
本文授權轉載自公眾號iStructure(id：iStructure2017)
作者：沈蔚甫
“骨架化建筑”是一種建筑形式的構成邏輯，以結構概念出發而來，骨架化建筑的主要形象由“骨架”要素建構而成。“骨架”可以是有組織的結構構件，或者是表達結構美學的建筑造型元素。
我們所熟悉的埃菲爾鐵塔、蓬皮杜藝術中心以及鳥巢等都屬于此類建筑。下文將簡要介紹幾個具有典型骨架化傾向的建筑，以期勾勒出一幅骨架化建筑的圖譜，在后續骨架化系列中對此類建筑的特點、構成要素、建構手法及主要建筑師逐步展開討論。
1、Thorncrown Chapel（荊棘冠教堂）
Thorncrown Chapel位于美國阿肯色州一處茂密的樹林之中，由美國建筑師E. Fay Jones設計建造。建筑師最初的想法是創造一個與樹林意向統一的建筑形態，并且通過光線的引入,達到與樹林意境模糊曖昧的空間體驗。骨架化的呈現方式最大程度保留了周邊環境的原始狀態，內外同構，將光線、密林的特征不斷強化，建筑的生長性在此得到詮釋。
▲教堂內部空間
▲教堂外部空間
▲夜間的教堂骨架凸顯
夜色中教堂的骨架與樹干的剪影形成更為緊密的對話，骨架凸顯，空間邊界變得不易被人察覺；同時內部骨架在燈光的作用下，也變得更為立體，實際的鋼骨與陰影相互交織，將教堂空間推向更為復雜的維度。
展開 關于creo骨架線的運用【轉載】
creo骨架線有很多的用處，比如：產品的整體規劃，產品的布局，產品的裝配，特別是需要運動的產品是非常有用的，修改也很方便。
creo骨架分為運動與標準兩種。不需要運動就選標準就可以了。下面我們來一起運用creo骨架線來創建一個四連桿機架，這個四連桿機架很簡單，但要學會舉一反三，在實際工作中還是用的很多的。復雜的東西也是運用簡單的方式實現的。
創建一個組件，名字自定。注意，骨架一定是在組件下創建的。
在組件下選創建，再選骨架模型，右邊是標準與運動兩個選頂。需要哪種選哪種，這里我們是要創建運動骨架，所以選運動。
3. 出現了選模板選項，也可以選空。
4. 點確定以后會在模型樹中出現一個骨架組。
5. 再右鍵激活骨架組，或右鍵直接打開骨架組。
6. 再直接進草繪繪制草圖。完成退出
7.退出后，在骨架激活的情況下，再次選擇創建，骨架模型，選主體
8. 第一個主體定義中，選擇第一條線，第一條線是固定不動的。選確定，完成第一個主體定義。
9. 重復第7個步驟，創建主體，進入主體后如下圖所示：這次選主體，只要是跟第一個主體是相連接的線就可以了，再選更新，在更新后會出現銷，圓柱，球等連接狀態，選擇自已需要的連接就可以了，再確定退出
10. 依次重復上面的步驟完成所有的骨架，在左邊的模型樹中會出現創建的所有骨架。最后一個骨架會出現兩個銷釘連接，因為兩邊都要運動并且是連接的。
11.完成骨架后，用拖動功能，可以將骨架隨意拉動到你想要的位置轉動。至此骨架完成了。
展開 鐵基金屬有機骨架材料的最新進展和挑戰
【圖文導讀】
圖1.金屬有機骨架合成原理圖以及鐵基金屬有機骨架的文獻數目圖。
圖2.金屬有機骨架的內部孔通道圖。
圖3.鐵基金屬有機骨架的功能性設計圖。
圖4. 鐵基金屬有機骨架的溶劑熱合成圖。
圖5. 鐵基金屬有機骨架的水熱合成圖。
圖6. 鐵基金屬有機骨架在鋰離子電池中的應用。
圖7. 鐵基金屬有機骨架用于熒光傳感。
圖8. 鐵基金屬有機骨架用于色度傳感。
圖9. 鐵基金屬有機骨架用于電化學傳感。
圖10. 鐵基金屬有機骨架用于氫氣存儲。
圖11. 鐵基金屬有機骨架用于二氧化碳存儲。
圖12. 鐵基金屬有機骨架用于氣相分離。
圖13. 鐵基金屬有機骨架用于液相分離。
圖14. 鐵基金屬有機骨架用于氧化催化。
圖15.
展開 關于骨架模型如何實現在零件中的運用及自動裝配
上一講中我們說到創建骨架模型，但創建骨架模型如何運用到零件中及自動裝配，這又是一個問題，今天我們具體來說一下骨架的這些問題。
首先你要創建一個骨架模型，沒有骨架模型等于白說，你可以按照上一講中自已新建一個。我們這里就用上一次的骨架來創建一個簡單的四連桿機構。關鍵是要學會舉一反三，并不關于四連桿簡不簡單，而是要懂得其中的精髓。
2.如下圖所示：組件中有一個骨架。
3.再點擊創建-零件-實體，創建一個零件，再點確定，這時會彈出另一個對話框。
4.再鉤選“將元件附加到主體”，選擇骨架中的一個主體
5.選擇了一個主體后點確定
6. 完成后在模型樹中骨架下方會多出一個零件，直接右鍵打開零件
7. 打開零件后會發現模型樹中多了一個外部合并，圖形區多了一條線條，這條線就是剛才附加過來的骨架其中的一個主體。
8.現在有線條作為參考，要拉伸，掃描那就是小菜一碟了。
9.用骨架線作為參考創建的零件是不用選裝配順序及裝配關系，直接就可以用，并且還是可以運動的，這個運動是跟骨架相同的，骨架是怎么運動，零件就怎么運動。所以骨架一定要建好。
這個只是拋磚引玉，至于要怎么用，還是在于你自已。
展開 
客車骨架典型強度分析
（1）水平彎曲工況
水平彎曲工況下，車身骨架承受的載荷主要是由車身、動力總成、備用輪胎、電瓶、散熱器、壓縮機、油箱和油、司機座椅、乘客、行李箱、清潔水箱、玻璃等的質量在重力加速度作用下而產生的。該工況模擬客車在平坦路面以較高車速勻速行駛時產生的對稱垂直載荷。它是經常行駛于平坦道路上的大客車主要運行情況，其車速較高、車身骨架扭轉角不大，它主要承受由垂直振動所引起的較大的彎曲載荷。載荷與邊界條件
水平彎曲工況下，車身骨架承受的載荷是主要質量在重力加速度作用下而產生的。本文根據車載質量的空間布置情況將它們換算節點載荷施加在其布置位置的梁的節點上。
此外，為消除車身骨架的剛體位移，需要對骨架與懸架的裝配位置的節點進行約束。水平彎曲工況下，其邊界條件為:約束前輪裝配位置處節點的三個平動自由度UX, UY, UZ，從而釋放三個轉動自由度ROTX, ROTY, ROTZ;約束后輪裝配位置處節點的垂直方向自由度UZ，釋放其它自由度。
水平彎曲工況加載示意圖
(2)極限扭轉工況
整車滿載水平放置，后兩輪固定，前軸間加一極限扭矩(前軸負荷的一半乘以輪距)，相當于客車單輪懸空的極限受力情況，模擬客車在崎嶇不平的道路上低速行駛時產生的斜對稱垂直載荷。極限扭矩計算公式:T =P x L/2，其中T表示計算扭矩、p表示前橋懸掛負荷、L表示前輪輪距。扭轉工況下的動載，在時間上變化得很緩慢，所以慣性載荷也很小，因此，車身的扭轉特性也可以近似地看作是靜態的，而試驗結果也證實了這一點，靜態扭轉試驗和動載試驗所測得的骨架的薄弱部位一致。即靜態扭轉時骨架上的大應力點，就可以用來判定動載時的大應力點。
展開 【專業知識】史上最全骨架油封的安裝方法及注意事項，收藏起來慢慢看！
常見的為骨架油封。
一、油封表示方法
常見的表示方法：油封類型-內徑-外徑-高度-材料 如：TC40*62*12-NBR 表示：雙唇內骨架油封，內徑40、外經62、厚度12，材料為丁 腈橡膠的油封。
二、骨架油封的材質
丁 腈橡膠（NBR）：耐磨、耐油（不能在極性介質中使用）耐溫：-40~120℃。
氫化丁 腈橡膠（HNBR）：耐磨、耐油、耐老化性、耐溫：-40~200℃（比NBR耐溫能力強）。
氟膠（FKM）：耐酸堿、耐油（耐一切油）、耐溫：-20~300℃（耐油比上兩種都要好）。
聚氨酯橡膠（TPU）：耐磨、耐老化性、耐溫：-20~250℃（耐老化性能好優異）。
硅橡膠（PMQ）：耐熱、耐寒、壓縮永久變形小機械強度低、耐溫：-60~250℃（耐溫性能優異）。
聚四氟乙烯（PTFE）：化學穩定性好、耐酸堿、油等各種介質、耐磨耐高溫、機械強度高自潤滑性好。
一般來說骨架油封經常用到的材質丁 腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠，聚四氟乙烯因為有良好的自潤滑性好尤其加入青銅后效果更佳，都用于制作擋圈、格萊圈、斯特封等。
三、區分骨架油封型號
C型骨架油封為內骨架油封可分為SC型、TC型、VC型、KC型、DC型這五種，分別是單唇內骨架油封、雙唇內骨架油封、單唇無簧內骨架油封、雙唇無簧內骨架油封、雙唇雙簧內骨架油封。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
G型骨架油封是外出有螺紋狀，其類型和C型一樣，只是在工藝上在外側修改成有螺紋狀，類似于O型圈的作用，即起到加強密封效果的作用，還能起到固定油封不松動。
B型骨架油封是骨架內側有膠料或者骨架內外都沒有膠料，沒有膠料會讓散熱性能更好。
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G型骨架油封是外出有螺紋狀，其類型和C型一樣，只是在工藝上在外側修改成有螺紋狀，類似于O型圈的作用，即起到加強密封效果的作用，還能起到固定油封不松動。
B型骨架油封是骨架內側有膠料或者骨架內外都沒有膠料，沒有膠料會讓散熱性能更好。
A型骨架油封是裝配式油封，結構相對上述三種相對復雜，特點是承壓性能更好更優異。
四、骨架油封的密封原理及應用
?骨架油封共分三部分：自緊彈簧、密封主體、加強骨架。
?骨架油封的密封原理：由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。
? 密封原理解析：骨架油封的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質的泄漏，從而實現旋轉軸的密封。
油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發生干摩擦，引起油封和軸磨損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發熱、磨損。因此，在安裝時，必須在密封圈上涂些油，同時保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干，也會導致密封唇的過度磨損。在運轉中，殼體內的潤滑劑微微滲出一點，以達到在密封面處形成。
五、骨架油封的作用
一般就是將傳動部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏，通常用于旋轉軸，是一種旋轉軸唇密封。骨架就如同混凝土構件里面的鋼筋，起到加強的作用，并使油封能保持形狀及張力。按骨架型式可分為內骨架油封，外骨架油封，內外露骨架油封。
展開 ANSYS Workbench三維Voronoi骨架網格結構
Voronoi 3D骨架結構是從Voronoi圖中提取出的骨架部分，它代表了原始Voronoi圖的主要連接路徑。這種骨架可以被看作原始結構的一種簡化表示，常用于描述多孔材料、生物組織如骨小梁結構等復雜形態的內部網絡。
在工程和科學研究中，Voronoi骨架結構幾何模型經常被用來模擬多孔材料，也被廣泛應用于各種仿真軟件中，以研究材料力學性能、熱傳導、流體滲透等問題。
ANSYS Workbench內建立三維Voronoi骨架幾何模型可以采用CAD泰森多邊形框架3D插件建模后導入到Workbench內。在插件內設置模型參數后運行即可在AutoCAD內建Voronoi骨架結構3D模型。
在CAD內將Voronoi網格骨架實體模型導出為IGES格式文件，即可導入到ANSYS內，導入后可添加其他部件及對Voronoi模型進行網格劃分 。
對Voronoi模型施加荷載，這里添加位移條件。
模擬Voronoi三維骨架結構的受沖擊破壞情況。
CAD泰森多邊形框架3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1917702
展開 CAE前處理 | 框架模型 | 獲取骨架
STEP2 抽梁
得到清理完成的幾何之后，就可以使用SCDM提供的抽梁工具選定對應部分的幾何進行抽取：
這里很多人為了偷懶，選擇一鍵全局抽取，對于比較干凈的模型可以這樣，但是很多時候框架模型里面包含很多”閑雜結構“：
如果這種特征多了但是又不太容易清除出去時，整體抽梁會得到大量雜亂的線體，所以個人建議是一根根的點需要的主梁進行抽取，這樣自己究竟對哪些部分進行了抽取也是心知肚明，這一步完成就能得到一個初步的骨架：
STEP3 連接修復
上面抽取得到的框架問題還是很多，基本上在連接處是各種間隙和多余邊：
但是不用擔心，使用抽梁工具中的連接可以修復其中大部分問題。提高這一步成功率的關鍵一方面我們剛剛是一根根抽取了核心骨架，沒有多余結構參雜；另一方面需要設置合理的容差（圖中左下的最長距離，過小識別不到，過長連接過度）：
如果還有部分線段沒有連接到位，可以手動使用SCDM的剪切，延伸，分割或者拖拽進行處理。
當整體骨架看起來沒問題之后，還需要進行最后一步：共享拓撲，也就是建立線段之間的連接關系，這樣整個骨架才能成為一個整體進行傳力：
至此我們就得到了完整的骨架模型。但是一個框架除了有骨架之外還需要有截面屬性等特征，關于這部分內容在下一篇文章中進行說明。
來源于：仿真求知之路 作者：聰聰
展開 鋰金屬負極骨架親鋰化學及材料設計
近年來，親鋰負極骨架設計被認為是一種解決鋰金屬負極枝晶生長和體積膨脹問題的有效手段。如何理解負極骨架親鋰性的化學本質和有效設計親鋰材料是鋰金屬負極發展過程中的關鍵科學問題之一。最近，清華化工系張強課題組在金屬鋰負極親鋰性理解及材料設計方面取得了一系列原創性進展。
負極骨架表面鋰形核過程示意圖。溶劑化的鋰離子被吸附到負極骨架表面，與形核位點相互作用，發生電荷轉移，鋰離子被還原為鋰金屬。
張強研究團隊基于摻雜碳材料具有導電性好、制備容易、密度小等方面的優勢，提出將其應用于鋰金屬骨架材料的研究思路。為了理解碳材料摻雜位點親鋰性的化學本質，該研究團隊基于第一性原理計算與實驗表征相結合的方法，提出親鋰性設計準則：摻雜原子電負性、摻雜位點“局部偶極”和鋰形核過程中電荷轉移。
具體來講，雜原子與碳原子之間的電負性差異有利于形成負電中心以吸附鋰離子；“局部偶極”的形成有利于進一步增強鋰離子與形核位點之間的離子–偶極作用；電荷轉移則是降低鋰形核能壘的必要條件之一。基于此方法預測，氧摻雜在單摻雜體系中具有最好的親鋰性，并得到了鋰金屬形核實驗證實；相比于單摻雜體系，預測了O–B/P等雙摻雜體系具有更優的親鋰性。相關成果以《摻雜碳材料親鋰性化學誘導鋰金屬均勻形核》（Lithiophilicity chemistry of heteroatom-doped carbon to guide uniform lithium nucleation in lithium metal anodes）為題，發表于《科學》（Science）雜志子刊《科學進展》（Science Advances）上。
在具有不同親鋰性的骨架材料上金屬鋰形核與生長情況示意圖。（a）使用傳統的親鋰性較差的納米碳骨架材料，金屬鋰隨機形核并生長，最終發展為金屬鋰枝晶。
展開 基于變形鎂合金的座椅靠背骨架輕量化設計
針對某轎車原前排座椅靠背沖壓鋼板骨架．提出采用鎂合金擠壓管材和沖壓板件相結合的新型半封閉鎂合金靠背骨架結構予以替代．該結構與雙向調角器構成封閉的靠背骨架。可達到４８．８％的減重比。對該新型鎂合金靠背骨架進行了極限載荷仿真分析，并迸行了新、舊型靠背骨架的成本對比分析．結果表明．新型靠背骨架強度滿足要求，且Ｔ藝過程簡單。模具成本較低。
基于變形鎂合金的座椅靠背骨架輕量化設計.pdf
俄羅斯方塊式堆砌工藝調控碳纖維骨架的取向以實現高效散熱
本文提出了一種簡單、高效的俄羅斯方塊式堆砌工藝來取向碳纖維，經碳化處理后制備了三種不同取向方向的碳纖維定向骨架。浸漬硅橡膠后，所得制得的復合材料在纖維排列方向上展現出了優異的導熱性能，導熱系數最高達到45.01 Wm-1K-1。此外，基于碳纖維導熱性能的高各向異性，通過多次堆砌將不同取向方向的碳纖維進行組合，制備了魚骨狀的碳纖維骨架，實現了對傳熱路徑的調控。
02
成果掠影
近期，四川大學吳宏教授和郭少云教授團隊利用碳纖維各向異性的抗磁性，以一種簡單、高效的俄羅斯方塊式堆砌工藝和碳化處理制備了三種的碳纖維定向骨架。該團隊通過調控碳纖維含量、磁場方向和初始堆砌密度，骨架的厚度（0.5-1 mm）和取向方向（水平、對角和垂直）均可調控。由于定向排布的碳纖維形成了高效的聲子傳輸通路，浸漬硅橡膠后所制得的復合材料在纖維排列方向上展現出了優異的導熱性能，導熱系數最高達到45W m?1K?1。此外，基于碳纖維導熱性能的高各向異性，通過多次堆砌將不同取向方向的碳纖維進行組合，制備了魚骨狀的碳纖維骨架，實現了對傳熱路徑的調控。這種厚度和方向可調、可浸漬任何基體的碳纖維骨架制備工藝為高導熱墊片的制備提供了新的思路。相關研究成果以“Tetris?Style Stacking Process to Tailor the Orientation of Carbon Fiber Scaffolds for Efficient Heat Dissipation”為題發表于《Nano-Micro Letters》。
03
圖文導讀
圖1.
展開 來自海綿骨架的啟示：可簡化空間飛行器的工程設計（轉載）
強大的抗壓性不是這種海綿的全部特征，它骨架的晶格壁只是其結構的幾個復雜層次之一。微觀上可以研究它的纖維是如何在其晶格壁內發生輕微位移的，或者它的蛋白質和二氧化硅分子的排列是如何阻止其軌道上的斷裂的；宏觀上可以探究這種骨架如何使海綿過濾水。
Bhate 的團隊正在研究一些線與其他線不完全相連的方式從而使骨架具有柔韌性，并且他還對這種結構經受扭曲的方式感到好奇。“這是你可以花一輩子時間去做的事情，但你仍然沒有復制所有這些能力，而這恰恰是它令人興奮的原因。”Bhate 說。
-End-
轉載：https://c.m.163.com/news/a/G1F73BI205119734.html?spss=newsapp
展開 SLS 3D打印長5米角島鯨骨架，用TPU材料、耗時12天
3D打印角島鯨骨架亮相香港城市大學展覽館（圖片來源：極致盛放）
近期，香港城市大學展覽館舉辦了一場"動物大觀園"（Animal Show）主題展，展示了采用多樣化技術制作的動物骨骼結構，每天吸引大量訪客參觀。作為展覽會的一大亮點，角島鯨骨架掃描數據通過3D打印技術采用TPU材料成型，長達5米，實現了高韌性、輕量化需求。參觀者可手持3D打印品玩賞，按照每根鯨骨上標記的數字和說明進行組裝。此外，骨架旁邊附有珍貴的海底角島鯨錄影片段，向游客展示了角島鯨的真實大小及動態。
基于城大賽馬會動物醫學及生命科學院的掃描數據，極致盛放與重慶華港進一步合作，將掃描數據轉化為一系列數字三維模型，采用華曙高科FS402P高分子激光燒結設備，僅用12天時間完成了全套角島鯨骨架的打印。
角島鯨骨架采用TPU（熱塑性聚氨酯）材料進行3D打印_這是一種具有良好柔韌性、強度和手感的彈性材料。歸功于華曙高科"開源"的系統功能，FS402P設備滿足了用戶自由調節參數、實現材料最佳性能的需求。通過與極致盛放的緊密合作，重慶華港應用專家們不斷優化打印參數，確保了最終部件達到要求的沖擊強度和彎曲強度，并保證了超強柔韌性。"從展覽會開幕以來，我們收到了很多客戶和訪客的積極反饋"，重慶華港總經理羅濤說："TPU高強度材料確保了3D打印骨架的耐用性，同時該材料非常柔軟、安全，可以放心讓孩子們玩耍。"
在香港城市大學展覽館進行彎曲測試，確保3D打印角島鯨骨架在彎曲或墜落時不會有任何損壞。（視頻來源：極致盛放）
3D打印角島鯨照片（圖片來源：極致盛放）
展開 襯套結構設計中，骨架位置對襯套剛度的影響（2） ￥10
前言——在橡膠襯套設計中，由于純膠件剛度小，有時單靠提升橡膠硬度無法滿足剛度要求，在這種情況下就需要加入骨架來提升襯套徑向剛度，由于空間限制，骨架厚度有一定的限制，這時候就要考慮怎么合理設計骨架的位置，才能最保證襯套剛度的最大化。
上一期驗證了襯套內孔尺寸為φ8時，骨架的最佳位置，這一期我們討論不同桿徑的襯套，骨架位置遵循怎樣的比例關系。
