可弯曲杆件折纸：轻松调控材料的静力学与动力学性能

本文提出了一种名为“弹性杆折纸”（RodOri）的新型可重构机械平台。它不依赖传统折纸的折叠线或铰链，而是利用预先施加应力的天然弯曲弹性杆——这类杆在两端被夹紧变直后，受压或扭转时会自发发生‘弹跳式失稳’（snap-buckling），快速跃迁到多个稳定的三维构型。例如，一个由6根杆组成的RodOri单元，在特定参数下可稳定存在于多达11种不同形态中（如完全展开、0°、60°、120°……直至540°扭转态）。每种形态对应独特的弹性应变能和力学响应，因此通过选择不同构型，就能像‘拨动开关’一样，实时、可逆地调节整个结构的静态刚度（实验显示不同构型间刚度差异超3倍）和动态性能。研究进一步将多个RodOri单元堆叠或平铺组成更大系统：堆叠结构可实现多阶段非线性刚度响应；平铺形成的超材料则能按需实现多种振动控制功能——例如，在某频率下放大振动、在另一频率下隔绝振动，甚至将对称振动模式转变为非对称模式（即‘模式转换’）；还能作为机械波的‘通/断开关’：展开态下振动局域在源头，折叠态下则能广泛传播。所有部件均可3D打印，设计灵活，适用于软体机器人关节、可调刚度假肢、智能减振支架及未来机械计算等场景。其核心创新在于：把原本需避免的‘结构失稳’，转化为一种可控、可编程、可重复利用的设计资源。