走在那条弹力十足的街道上,所有人都觉得自己像是走进了蹦床公园。这周围的建筑根本没有门轴,也没有铰链,所有的窗户和门在开合的时候,都是靠材料本身的弯曲变形来完成的。
这地方太省润滑油了。
杨烈看着一扇正在像含羞草一样自动卷曲的大门,忍不住感叹。连个轴承都没有,这帮土着是怎么做到不磨损的?
这就是柔性机构的奥义。
苏清歌轻轻按了一下墙壁,墙壁立刻像皮肤一样凹陷下去,然后利用弹性势能把她的手弹开。
传统机械依靠刚性零件的相对运动,必然会有摩擦和磨损。但柔性机构利用材料的弹性变形来传递运动和力。没有间隙,没有摩擦,也就意味着——无限寿命。
她指着那座悬浮城市的核心,那里有一根巨大的、正在缓慢扭曲的金属柱子,像是一根被拧紧的发条。
这个文明已经进化到了不再依赖零件拼凑的阶段。它们追求的是一体化成型的极致。这根柱子就是它们的中央处理器,它通过自身的形变来计算和分配整个城市的张力。
听起来很高级。李星河看着那根扭得像麻花一样的柱子,眉头微皱,但我怎么觉得它快抽筋了?
确实抽筋了。
机械蜘蛛领着众人来到了那根柱子下面。只见那根代表着城市核心的柔性金属柱,此刻正处于一种极度紧绷的颤抖状态。它的表面布满了因为过度扭曲而产生的应力纹,发出令人牙酸的嗡鸣声。
警告!张力过载!系统处于亚稳态!
机械蜘蛛急得八条腿乱蹬,发出了求救信号。
我们的核心卡住了!它想从收缩态切换到舒张态,但是回不去了!能量淤积在变形区,再不解开,整个城市都会因为弹力释放而弹射到外太空去!
卡住了?杨烈撸起袖子,这好办,我也经常落枕。是不是得找两个人帮它掰回来?
千万别掰!苏清歌大惊失色,这是柔性机构!它现在储存的弹性势能相当于一颗核弹!稍微碰一下,这种双稳态机构就会发生剧烈的突跳!到时候释放出来的能量能把咱们全都拍成照片!
那怎么办?难道看着它抽筋抽死?
李星河围着那根巨大的金属麻花转了两圈,眼神像是在看一个被五花大绑的倒霉蛋。
它不是回不去,它是被绑得太结实了。
李星河指着柱子根部,那里密密麻麻地连接着数千根拉索,每一根都绷得笔直。
在机械设计里,这叫过约束。
他像个老练的骨科医生,指着那些多余的缆索:
为了追求稳定,你们给它加了太多的限制条件。x轴锁死,y轴锁死,z轴也锁死。它想动,但浑身上下都是枷锁,这哪里是稳定,这是内耗。
机械蜘蛛愣住了。可是……如果不加这些约束,它会晃得更厉害啊!
晃动才是生命的常态。
李星河从腰间拔出简并态切割刀,脸上露出了庸医特有的自信微笑。
想要让它舒服,就得给它松绑。这在工程学上叫做——消除冗余约束。
住手!那可是承重索!
在机械蜘蛛的尖叫声中,李星河手起刀落。
嘣!嘣!嘣!
三根看起来最粗、绷得最紧的缆索应声而断。
轰隆——!
失去了束缚的金属核心猛地一颤,那股积蓄已久的弹性势能瞬间爆发。但它并没有爆炸,而是像一个被释放的弹簧,在空中做了一个极其舒展的、幅度巨大的回弹动作。
整座城市随着这个动作剧烈起伏,像是在海浪中颠簸的小船。
完了!要塌了!杨烈抱头蹲防。
然而,预想中的崩塌并没有发生。
那根核心柱子在剧烈晃动了几下后,竟然奇迹般地找到了一个新的平衡点。它不再紧绷,而是随着微风轻轻摇摆,发出一种类似风铃般悦耳的金属脆响。
原本僵硬的城市建筑,也随之变得柔软起来。那种随时会崩断的紧张感消失了,取而代之的是一种动态的松弛。
这就叫柔性。
李星河收起刀,看着那个终于不再抽筋、而是开始像柳枝一样摇曳的核心,满意地点了点头。
过刚者易折,过紧者易断。
他拍了拍那个已经看傻了的机械蜘蛛:
以后记住了,不管是做人还是做机械,都别把自己逼得太紧。偶尔松一下,反而更稳。
现在,既然病治好了,是不是该付诊金了?我也不多要,就把你们这个核心里那个用来计算张力的拓扑优化算法拷贝一份给我就行。
机械蜘蛛看着那个正在欢快摇摆的皇帝(核心),只能无奈地打开了数据接口。它突然觉得,这个外星人虽然粗鲁,但他好像真的懂什么叫……生活。
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