基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料、单胞、隔振方法

技术领域

本公开涉及振动隔离技术领域，具体而言，涉及一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料、单胞、隔振方法。

背景技术

振动广泛存在于工程项目中，在实际工程应用中，振动会导致设备损毁或失效，因此，抑制设备中的振动则成为保护工程设备的一个重要手段。被动隔离器由于其结构简单等特点得到关注，应用到设备中以隔离振动，保护设备。

超材料是一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，由于其优异的力学性能，为被动隔振器的设计提供了一种新的策略。但目前应用于隔振器中的超材料的隔振效果均欠佳，尤其是对低频振动的隔离效果较差，且带隙范围较小，达不到理想的隔振效果。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，提供一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料、单胞、隔振方法，该单胞可以增大超材料的带隙范围，提高隔离振动的效果。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料的单胞，该单胞包括：

面板，所述面板包括第一面板和第二面板，所述第一面板和所述第二面板平行设置，且所述第一面板和所述第二面板均为基于Kresling折纸形成的六棱柱结构，所述第一面板的各顶点与所述第二面板的各顶点一一对应且位于同一直线上；

芯体，所述芯体包括多个子单元，多个所述子单元围绕所述面板的轴线均匀分布，并被置于所述第一面板和所述第二面板之间；

每个所述子单元包括四条梁结构，每一所述梁结构为基于水弹基折纸的一条峰线形成的，四条所述梁结构的一端连接形成所述子单元的顶点，两个所述梁结构的另一端分别连接于所述第一面板的相邻的两个顶点上，另外两个所述梁结构的另一端分别连接于所述第二面板上与所述第一面板的相邻的两个顶点对应的顶点上。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述单胞的高度为所述第一面板的表面和所述第二面板的表面之间的最大垂直距离，所述梁结构的长度与所述单胞的高度之间满足第一关系式；

所述第一关系式为H＜2L，其中，H为所述单胞的高度，L为所述梁结构的长度。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述面板的边长与所述梁结构的长度满足第二关系式；

所述第二关系式为C＜2L，其中，C为所述面板的边长，L为所述梁结构的长度。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述面板的边长、所述梁结构的长度和所述单胞的高度满足第三关系式；

所述第三关系是为H

根据本公开的另一个方面，提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料的单胞的隔振方法，应用于上述折纸超材料的单胞，该方法包括：

建立所述折纸超材料的单胞的结构动力学模型；

根据所述模型计算获取所述折纸超材料的单胞的带隙特性；

根据目标带隙，调整所述折纸超材料的单胞的几何参数，以使所述折纸超材料的单胞的带隙覆盖所述目标带隙。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，根据目标带隙，调整所述折纸超材料的单胞的几何参数，以使所述折纸超材料的单胞带隙覆盖所述目标带隙，包括：

调整所述单胞中所述面板的厚度，以改变所述折纸超材料的质量；

和/或，调整所述单胞的高度、所述面板的边长、所述梁结构的直径、所述梁结构的长度，以改变所述折纸超材料的刚度。

根据本公开的另一个方面，提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料，该折纸超材料包括：

多个上述单胞，多个所述单胞沿所述第一面板的轴线方向串联，且相邻的所述单胞通过所述面板的连接进行连接。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述多个单胞的高度相等。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述超材料包括多个单胞组，每个所述单胞组包括至少五个所述单胞，且每个所述单胞组内的多个所述单胞的高度相等，多个所述单胞组内的所述单胞的高度沿所述面板的轴线方向呈梯度设置。

根据本公开的另一个方面，提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料的隔振方法，应用于上述折纸超材料，该方法包括：

建立所述折纸超材料的结构动力学模型；

根据所述模型计算获取所述折纸超材料的带隙特性；

根据目标带隙，调整所述折纸超材料的几何参数，以使所述折纸超材料的带隙覆盖所述目标带隙。

本公开的第一方面，提供了一种折纸超材料的单胞，包括相连接的面板与芯体，其面板为基于Kresling折纸形成的六棱柱结构，其芯体包括多个子单元，每个子单元基于水弹基折纸形成，且多个子单元围绕面板的轴线均匀分布，通过基于两种不同折纸结构杂交形成折纸超材料的单胞，可以增大超材料的带隙范围，有效的隔离机械振动，实现宽带低频带隙，降低结构质量，且避免振动产生的不利影响；

本公开的第二方面，提供了一种折纸超材料的单胞的隔振方法，可以根据目标带隙调整单胞的几何参数，以使单胞的带隙覆盖目标带隙，以达到对振动的有效隔离的目的；

本公开的第三方面，提供了一种折纸超材料，包括多个单胞，可通过单胞的带隙叠加，实现对更大频率和带隙的振动隔离，避免设备受损；

本公开的第四方面，提供了一种折纸超材料的隔振方法，根据目标带隙调整折纸超材料的几何参数，以使得超材料的带隙覆盖目标带隙，以达到对振动的有效隔离的目的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开示例性实施例中的一种折纸超材料的单胞的三维结构示意图。

图2为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的侧视图。

图3为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的俯视图。

图4为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的隔振方法的流程图。

图5为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的结构动力学模型的简化模型的示意图。

图6(a)为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的归一化高度和结构带隙的关系示意图。

图6(b)为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的归一化面板的边长和结构带隙的关系示意图。

图6(c)为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的归一化梁结构的直径和结构带隙的关系示意图。

图6(d)为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的单胞的归一化面板的厚度和结构带隙的关系示意图。

图7为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的三维结构示意图。

图8为本公开示例性实施例中的另一种纸超材料的三维结构示意图。

图9为本公开示例性实施例中的图8的正视图。

图10为本公开示例性实施例中的两种高度的单胞串联的折纸超材料的带隙示意图。

图11为本公开示例性实施例中的三种高度的单胞串联的折纸超材料的带隙示意图。

图12为本公开示例性实施例中的一种纸超材料的隔振方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

10、单胞；101、单胞组；100、面板；110、第一面板；120、第二面板；200、芯体；210、子单元；211、第一梁结构；212、第二梁结构；213、第三梁结构；214、第四梁结构。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

振动是导致设备的损坏甚至失效的重要因素之一，为了抑制或隔离振动会在设备上设置隔振器，目前，隔振器分为主动隔离器和被动隔振器，主动隔振器由于其结构复杂、成本大和信号迟滞等问题，严重限制了其在实际工程中的应用，尤其是应用在空间有限的设备中，因此，相较于主动隔振器，被动隔振器因其结构简单等优势更具工程应用价值。但由于材料结构的限制，被动隔振器的对于一些频率的振动的隔振效果并不理想。

超材料指的是一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。由于超材料优异的力学性能，将其应用于被动隔振器中，可以改变被动隔振器的隔振性能，达到衰减或隔离振动的目的。

折纸是一种古老的艺术，因其较大的收纳比和优异的力学性能而受到了广泛的关注。基于折纸结构在折痕处的变形机制，可将折纸结构应用至超材料中，以改变超材料的性能，但目前的折纸超材料的隔振性能效果并不理想。

基于此，本公开实施方式提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料的单胞，如图1所示，该单胞10包括：面板100和芯体200。

其中，面板100包括第一面板110和第二面板120，第一面板110和第二面板120平行设置，且第一面板110和第二面板120均为基于Kresling折纸形成的六棱柱结构，第一面板110的顶点与第二面板120的顶点一一对应且位于同一直线上。

芯体200包括多个子单元210，多个子单元210围绕面板100的轴线均匀分布，并被置于第一面板110和第二面板120之间；每个子单元210包括四条梁结构，每一梁结构为基于水弹基折纸的一条峰线形成的，四条梁结构的一端连接形成子单元210的顶点，两个梁结构的另一端分别连接于第一面板110的相邻的两个顶点上，另外两个梁结构的另一端分别连接于第二面板120上与第一面板110的相邻的两个顶点对应的顶点上。

本公开提供的折纸超材料的单胞10，通过基于Kresling折纸形成的面板100与具有基于水弹基折纸形成的梁结构的子单元210相连，以形成超材料的单胞10，可以增大折纸超材料的带隙范围，提高折纸超材料对各种频率的振动的隔离效果，避免振动产生的不利影响。

下面将结合附图对本公开实施例提供的折纸超材料的单胞的各个部分进行详细说明：

在本公开提供的实施例中，折纸超材料的单胞10包括面板100，如图1、图2和图3所示，面板100包括第一面板110和第二面板120，第一面板110和第二面板120平行设置，且第一面板110和第二面板120均为基于Kresling折纸形成的六棱柱结构，第一面板110的顶点与第二面板120的顶点一一对应且位于同一直线上。其中，第一面板110的外表面与第二面板120的外表面之间的垂直距离为单胞10的高度H。

其中，第一面板110和第二面板120可以采用金属材料或者非金属材料制成，例如，可以是聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸或钢、合金等材料形成，可通过铸造、激光切割、3D打印等工艺制备而成。本公开对第一面板110和第二面板120的具体材料和形成工艺不做具体限定，其可根据实际应用需求进行适应性调整。

在一些实施例中，第一面板110和第二面板120平行设置，以第一面板110和第二面板120均平行于水平面为例，第一面板110与第二面板120在水平面上的正投影重合，且两者的投影为正六边形，第一面板110和第二面板120的轴线重合。第一面板110和第二面板120的边长为C，两者的边长相等。在第一面板110和第二面板120的轴向方向上，第一面板110的厚度为Th

在本公开提供的实施例中，折纸超材料的单胞10包括芯体200，如图X所示，芯体200包括多个子单元210，多个子单元210以面板100的轴线为对称中心沿圆周方向分布于第一面板110和第二面板120之间。

其中，每个子单元210包括四条梁结构，如图2所示，具体的，四条梁结构可以为第一梁结构211、第二梁结构212、第三梁结构213和第四梁结构214。其中，四条梁结构分别对应基于水弹基折纸中的四条峰线，其中，第一梁结构211的第一端、第二梁结构212的第一端、第三梁结构213的第一端和第四梁结构214的第一端汇聚为一个顶点，此顶点可作为子单元210的顶点，子单元210的顶点朝向结构的内部设置。第一梁结构211的第二端和第二梁结构212的第二端分别连接在第一面板110的两个顶点上，第三梁结构213的第二端和第四梁结构214的第二端分别连接在第二面板120的两个顶点上，上述第一面板110的两个顶点与第二面板120的两个顶点一一对应。其中，每个梁结构端点与面板100轴线的垂直距离可以与面板100的边长相等，例如，第一梁结构211的第二端的端点与第一面板110的轴线之间的垂直距离可以为C，同理，其他梁结构的端点与面板100轴线的垂直距离同上，此处不再赘述。

根据上述单个子单元210的结构，以第一面板110和第二面板120的轴线为对称中心轴，沿圆周方向使单个子单元210绕对称中心轴旋转，形成多个与面板100连接的子单元210。具体的，在第一面板110和第二面板120之间连接有六个子单元210。每个子单元210的四个梁结构可以为圆柱体结构，其长度可以相等，其直径可以相等。其中，梁结构的长度为L，梁结构的直径为D。

芯体200可采用金属材料或者非金属材料制成，例如，可以是热塑性聚氨酯、聚乳酸、聚苯乙烯或合金等材料，其可以通过铸造、激光切割、3D打印等工艺制备而成。例如，可采用3D打印工艺技术进行制作，分别形成各梁结构后，再进行连接，以形成芯体200的子单元210；或同时形成多个子单元210，以形成芯体200。本公开对芯体200的具体材料和形成工艺不做具体限定，其可根据实际应用需求进行适应性调整。

形成面板100和芯体200后，可对面板100和芯体200进行连接，以形成单胞10。其中，面板100与芯体200可通过固接方式进行连接，当然，也可以采用其他连接方式，本公开不做具体限定。

在本公开提供的实施例中，为了实现对机械振动的有效隔离，实现宽带低频带隙，同时使得折纸超材料可以隔离更大频率范围的机械振动，在折纸超材料的单胞10内，面板100和芯体200内的各个结构参数需要满足以下关系：梁结构的长度与单胞10的高度之间满足第一关系式H＜2L，其中，H为单胞10的高度，L为梁结构的长度；面板100(第一面板110或第二面板120)的边长与梁结构的长度满足第二关系式C＜2L，其中，C为面板100的边长，L为梁结构的长度；面板100的边长、梁结构的长度和单胞10的高度满足第三关系式H

在一些具体的实施例中，如表一所示，表一中给出了折纸超材料单胞10中的各几何参数的具体数值，第一面板110厚度Th

表一

本公开提供的折纸超材料的单胞10，通过基于Kresling折纸形成的面板100与具有基于水弹基折纸形成的梁结构的子单元210相连，以形成超材料的单胞10，可以增大折纸超材料的带隙范围，提高折纸超材料对各种频率的振动的隔离效果，避免振动产生的不利影响。

本公开实施方式提供了一种折纸超材料的单胞的隔振方法，如图4所示，该隔振方法应用于上述折纸超材料的单胞，包括：步骤S110～步骤S130。

其中，步骤S110：建立所述折纸超材料的单胞的结构动力学模型；

步骤S120：根据所述模型计算获取所述折纸超材料的单胞的带隙特性；

步骤S130：根据目标带隙，调整所述折纸超材料的单胞的几何参数，以使所述折纸超材料的单胞的带隙覆盖所述目标带隙。

本公开提供的折纸超材料的单胞的隔振方法，通过调整单胞的几何参数，以使折纸超材料的单胞的带隙覆盖目标带隙，可以增加折纸超材料的带隙范围，提高折纸超材料的隔振性能。

下面将结合附图对本公开实施例提供的折纸超材料的单胞的隔振方法的各个步骤进行详细说明：

其中，在步骤S110中，建立折纸超材料的单胞10的结构动力学模型。以上述实施例提供的单胞10为基础，对上述单胞10建立动力学模型。具体的，可以假设上述结构的材料是线性弹性、均质且各向同性的，例如，其材料参数可以如表二中所示。将单胞10置于三维坐标系中，为了便于分析结构的力学性能，将上述位于三维坐标系中的结构进行简化，如图5所示，上述单胞10可以简化为质量-弹簧-质量的模型结构，以简化后续对结构的动力学计算的繁琐度。

表二

其中，在步骤S120中，根据模型计算获取折纸超材料的单胞10的带隙特性。利用模型仿真技术，通过对步骤S110中形成的结构简化模型进行动力学计算，获得单胞10中的弹性波的带隙特性。

通过对图5中示出的结构简化模型进行动力学计算分析可知，在上述模型中，质量和支撑刚度为影响结构带隙特性的主要因素，在折纸超材料的单胞10中，质量由单胞10中的面板100的质量决定，而面板100的质量则由第一面板110和第二面板120的厚度决定，即，改变面板100的厚度即可改变结构的质量；支撑刚度可由单胞10的刚度、面板100的边长以及梁结构的直径的共同决定，即，改变上述三个几何参数中的一个或者多个，可以改变结构的支撑刚度，继而可改变结构的带隙特性。

在一些实施例中，由于结构的带隙特性是由质量和支撑刚度同时决定的，在需要改变结构的带隙特性时，可以单独改变结构的质量或支撑刚度，或同时改变质量和支撑刚度，其调节影响质量和支撑刚度的几何参数可根据实际所需带隙特性进行选择。

其中，在步骤S130中，根据目标带隙，调整折纸超材料的单胞10的几何参数，以使折纸超材料的单胞10的带隙覆盖目标带隙。由于单胞10具有多个影响结构质量和支撑刚度的几何参数，在实际工程应用中，可根据目标带隙对结构的几何参数进行调整，以改变结构的带隙特性，使结构的带隙覆盖目标带隙。可调整单胞10中面板100的厚度，以改变折纸超材料的质量；和/或，调整单胞10的高度、面板100的边长、梁结构的直径、梁结构的长度，以改变折纸超材料的刚度。

当然，在调节结构带隙特性时，可以是结构带隙与目标带隙相同，也可以使结构带隙具有多个不同的带隙范围，结构带隙的部分带隙与目标带隙相同。其中，目标带隙可以是实际工程应用中包括需隔离的机械振动的带隙范围，以对振动进行有效的隔离。

本公开提供的折纸超材料的单胞10的隔振方法，通过调整单胞10的几何参数，以使折纸超材料的单胞10的带隙覆盖目标带隙，可以增加折纸超材料的带隙范围，提高折纸超材料的隔振性能。

在本公开提供的具体实施例中，单胞10的几何参数可以包括：单胞10的高度H，面板100的边长C，梁结构的直径D，梁结构的长度L，面板100的厚度Th(第一面板110的厚度或第二面板120的厚度)。

在进行模型仿真计算时，为了计算过程的简便，可先将上述几何参数进行归一化处理，例如，单胞10的高度可按照h＝H/L进行归一化，面板的边长可按照c＝C/L进行归一化，梁结构的直径(即长细比)可按照d＝D/L进行归一化，面板的厚度可按照t＝Th/L进行归一化；材料的频率可按照f＝(ω×L)/f

对模型的各参数进行归一化处理后，对模型进行结构动力学计算，可得到各个归一化参数对单胞10带隙的影响，如图6(a)至图6(d)所示，其中，在图6(a)中，可以看出，不同的单胞10的高度具有不同的带隙范围和频率；在图6(b)中，可以看出，不同的面板100的边长具有不同的带隙范围和频率；在图6(c)中，可以看出，不同的梁结构的直径具有不同的带隙范围和频率；在图6(d)中，可以看出，不同的面板100的厚度具有不同的带隙范围和频率。

通过对结构几何参数的分析，可以得到不同的几何参数对结构带隙特性的影响，以为后续调整结构几何参数以适应目标带隙提供基础。

本公开实施方式还提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料，如图7所示，该折纸超材料包括上述折纸超材料的单胞10。其中，多个单胞10沿第一面板110的轴线方向串联，且相邻的单胞10通过面板100的连接进行连接。

本公开提供的折纸超材料，通过将多个单胞10进行串联，增大折纸超材料的带隙范围，以进一步提高隔振性能。

下面将结合附图对本公开实施例提供的折纸超材料的各个部分进行详细说明：

其中，折纸超材料采用多个单胞10进行串联，每个单胞10的带隙范围可以相同或者不同，但至少有两个单胞10的带隙范围是不同的，通过将多个单胞10进行串联连接，使不同的单胞10的带隙范围进行叠加，以增大折纸超材料的带隙范围。

相邻的单胞10可以通过面板100的连接进行连接，例如，可以将相邻的单胞10的面板100进行贴合，采用焊接等方式对两者进行连接，且相邻两个单胞10的面板100的顶点和边长可以一一对应连接，使得连接的两面板100完全重合，形成相串联的单胞10。

在本公开提供的一种实施例中，多个单胞10的高度相等。在本公开中，串联的单胞10的数量为至少5个，以保证超材料的隔振性能。例如，如图7所示，可将20个高度相同的单胞10进行串联形成折纸超材料。在实际应用中，可根据需求选择单胞10串联的数量，本公开不做具体限定。

在本公开提供的另一种实施例中，如图8和图9所示，超材料包括多个单胞组101，每个单胞组101包括至少五个单胞10，且每个单胞组101内的多个单胞10的高度相等，多个单胞组101内的单胞10的高度沿面板100的轴线方向呈梯度设置。其中，多个单胞组101内的单胞10的高度沿面板100的轴线方向呈梯度设置可以是呈递增或者递减设置，以三组单胞组101为例，第一组单胞组101内的单胞10的高度为H，第二组单胞组101内的单胞10的高度可以为H+a，第三组单胞组101内的单胞10的高度可以为H+2a；或第一组单胞组101内的单胞10的高度为H，第二组单胞组101内的单胞10的高度可以为H-a，第三组单胞组101内的单胞10的高度可以为H-2a。当然，多个单胞组101内的单胞10的高度的关系也可以是呈等比数列形式或其他规律形式，可根据实际工程结构及设计需求进行选择。

如图8和图9所示，以每个单胞组101内包括的单胞数量均为5个为例进行说明，在一个实施例中，如图8和图9所示，折纸超材料包括两组串联的单胞组101，其中第一组单胞组101内单胞10的高度H

第一组单胞组101的带隙如图10中的(a)部分所示，第二组单胞组101的带隙如图10中的(b)部分所示，串联后的超材料的带隙如图10中的(c)部分所示，可见，串联后的超材料的带隙范围包括第一组单胞组101的带隙和第二组单胞组101的带隙，且串联后的超材料的带隙范围可以比第一组单胞组101的带隙范围和第二组的单胞组101的带隙范围叠加之和更大。串联后的单胞组101可以隔离更大带隙范围的振动，且隔振性能更好。

在另一个实施例中，折纸超材料还可以包括三组串联的单胞组101，其中第一组单胞组101内单胞10的高度H

第一组单胞组101的带隙如图11中的(d)部分所示，第二组单胞组101的带隙如图11中的(e)部分所示，第三组单胞组101的带隙如图11中的(f)部分所示，串联后的超材料的带隙如图11中的(g)部分所示，可见，串联后的超材料的带隙范围包括第一组单胞组101的带隙、第二组单胞组101的带隙和第三组单胞组101的带隙，且串联后的超材料的带隙范围可以比第一组单胞组101的带隙范围、第二组的单胞组101的带隙范围和第三组的单胞组101的带隙范围叠加之和更大。串联后的单胞组101可以隔离更大带隙范围的振动，且隔振性能更好。

需要说明的是，串联在折纸超材料内的单胞组101的数量、每个单胞组101内的单胞10的高度均可根据实际工程需求进行选择，本公开不做具体限定。

本公开提供的折纸超材料，通过将多个单胞10进行串联，增大折纸超材料的带隙范围，以进一步提高隔振性能。

本公开实施方式还提供了一种基于Kresling和水弹基折纸的杂交折纸超材料的隔振方法，如图12所示，该隔振方法应用于上述折纸超材料，包括：步骤S210～步骤S230。

其中，步骤S210：建立所述折纸超材料的结构动力学模型；

步骤S220：根据所述模型计算获取所述折纸超材料的带隙特性；

步骤S230：根据目标带隙，调整所述折纸超材料的几何参数，以使所述折纸超材料的带隙覆盖所述目标带隙。

本公开提供的折纸超材料的隔振方法，通过调整超材料的几何参数，以使折纸超材料的带隙覆盖目标带隙，达到对振动的有效隔离，且可以增加超材料的带隙范围，提高超材料的隔振性能。

下面将结合附图对本公开实施例提供的折纸超材料的隔振方法的各个步骤进行详细说明：

其中，在步骤S210中，建立折纸超材料的结构动力学模型。其中，折纸超材料的每个单胞10与上述实施例提供的单胞10的模型建立过程是相同或类似的，此处不再赘述，将多个单胞10进行串联连接可得到本实施例中的折纸超材料的动力学模型。

其中，在步骤S220中，根据模型计算获取折纸超材料的带隙特性。示例性的，如图8所示，以两个单胞组101为例，第一组内单胞10的数量为5个，第一组的单胞10的高度为H

其中，在步骤S230中，根据目标带隙，调整折纸超材料的几何参数，以使折纸超材料的带隙覆盖目标带隙。其中，对折纸超材料的几何参数的调整与步骤S130的原理相同，此处不再赘述。当然，除了对每个单胞10的几何参数进行调整外，还可以调整超材料的单胞组101的数量，以及每个单胞组101内单胞10的数量，以调整超材料的带隙特性。

本公开提供的折纸超材料的隔振方法，通过调整超材料的几何参数，以使折纸超材料的带隙覆盖目标带隙，达到对振动的有效隔离，且可以增加超材料的带隙范围，提高超材料的隔振性能。

本公开提供的折纸超材料可以应用到机械设备中，如航空航天、汽车、土木工程等领域中的需隔振的机械装备或结构中，尤其是对具有空间限制的结构，如航天器的有限有效空间、火箭的有限运载能力等处。本公开提供的折纸超材料除隔振性能高以外，其形成的设备或结构还具有轻量化、占用空间小等特点，对于实际工程应用具有较大的应用价值。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中折纸超材料的单胞的隔振方法以及折纸超材料的隔振方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。