miura折展结构ADAMS仿真实现教程

1 miura 单元

后台有些网友留言，咨询有没有折纸的学习教程，STEMer也是爱莫能助。不同的模型和需求，仿真 思路是存在差异，甚至是完全不同的，没有一个通用的范式可以参考。STEMer发布的关于折纸的推文，是自己根据对模型的理解，摸索的相应的方法。碍于时间有限，只能以推文的形式呈现(当然，最主要的还是囿于自己才疏学浅，尚不足以有撰文成章的资格)。那么可能会有人觉得推文(包括付费的)没什么参考意义，其实不然，已发布推文中的核心思想是有一定普适性的。STEMer初衷是抛砖引玉，能让看到推文的人，理解其本质的方法论 。如果相关内容能对彼此有一丝一毫启发，于我亦是荣幸之至。

下面以miura单元来解读下，即相邻的四个四边形区域。miura折纸的二维模型 ，可以参考推文《miura折纸dxf建模》(见2022年3月25日推更)。初始状态为三维折叠 的模型，可以参考推文《折纸展开模型编程实现方法》(见2021年6月6日推更)。下面是生成的线框模型和实体模型。

2022年3月18日发布的关于miura的推文：《miura三浦折纸折叠分析》，仿真软件采用的是ABAQUS，结果呈现了柔性薄膜 三浦折纸的折叠过程。对于初始状态为折叠状态，将其展平的实现，可以基于《miura三浦折纸折叠分析》的逆过程实现；也可以参考推文《大哥你玩折纸，玩它有啥用啊》(见2022年2月20日推更)、《折纸弹簧的展开过程仿真》(见2021年5月30日推更)和《航天中基于origami的折展结构》(见2021年5月24日推更)。除了ABAQUS软件外，也有其他实现途径，如MATLAB、python、ADAMS等。MATLAB和python依赖于编程实现，本篇推文演示基于商业软件的ADAMS实现。

2 ADAMS实现

有些网友可能并不关心整个分析过程中薄膜的力学行为，仅关心三浦折纸 的骨架结构，或者说是线框模型。将上面建立的线框或实体模型，导入ADAMS软件中，为了视觉效果，对模型渲染，导入后的线框/实体模型分别如下。

建立部件之间的运动关系和约束，添加一定的驱动，观察miura单元在驱动下的运动。由于模型中未定义接触属性，因此求解器选择运动学Kinematic即可。

分析前后，模型如下图，从初始折叠状态，转变为完全展开状态。

实体模型和线框模型，整个运动过程如下，miura单元由初始三维折叠状态，在驱动作用下，完全展开至平面状态。

3 运动点轨迹捕捉

下面演示部件上某个运动店的轨迹捕捉。以右上四边形的角点为例，首先在该部件角点上建立一个Marker点 ，以捕捉此点的运动轨迹。在simulation control中，点击animation control。

设置No Trace为Trace Marker，选择新建的Marker点，此例中建立的是MARKER_15。

点击运行，在窗口中可视化 MARKER_15的运动轨迹。