【摘要】:我们的探索从一个有趣的自然现象出发,即一切自然界中的形式都是无法预测的,设计和生产几乎是同时交互进行。这种不可预测性来源于生命形式在面对自然和自身复杂条件时的自主调控。我们从纤维之间的受力关系出发,希望寻找一种结构系统,由于受力作用和材料特性发生多维互动关系,因而它可以使得最终的形态具有一定的不确定因素,从而实现设计过程和实现过程的互动。
我们的探索从一个有趣的自然现象出发,即一切自然界中的形式都是无法预测的,设计和生产几乎是同时交互进行。这种不可预测性来源于生命形式在面对自然和自身复杂条件时的自主调控。对于这种具有智慧的生成过程,我们最初的考虑是希望可以专注于某一具体的生物体,然后用纤维材料进行建筑层面的模仿。可是在课程设置中,这在操作层面上对于技术要求过高,所以我们转向希望从材料自身特性出发,在概念上去模拟生物界中的这种现象。我们从纤维之间的受力关系出发,希望寻找一种结构系统,由于受力作用和材料特性发生多维互动关系,因而它可以使得最终的形态具有一定的不确定因素,从而实现设计过程和实现过程的互动。
▲我们把结构系统分成两类,一类是硬控制系统,纤维准确地受制于骨架的预设
▲另一类是软控制系统,纤维的运动受到限制,但同时也会根据自身特性和受力环境发生不可预测的变化
我们探讨了9类软控制系统,从最开始的线性控制、体积控制、表面控制最终回到线性控制,受力关系从简单到复杂再被简化,层层递进,不断向可建造可施工的标准靠近。这9类软控制系统分别是:线性控制1(可移动骨架/可折叠骨架/灵活骨架)、体积控制(电磁场/表面张力和磁力/表面张力和重力)、表面控制(表面收缩力和抗弯作用力/表面收缩力、抗弯作用力和表面张力)、线性控制2(抗弯作用力和轴向拉力)
▲表面张力作用下,碳纤维可以形成结构效率极高的薄壁结构形式(www.daowen.com)
▲不同图案下的抗弯作用力与同样的布料收缩力作用下的形式生成研究
▲采取“三明治夹心”的技术手段,将碳纤维纸张的表面张力、碳纤维的抗弯作用力、纤维布料的收缩力整合处理
▲图案的细分方法和施工进程的简要图解
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