多稳态结构英文解释翻译、多稳态结构的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 multistable configuration

分词翻译：

多的英语翻译：

excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-

稳态的英语翻译：

【计】 stable state; steady state
【化】 mesomeric state; stable state; steady state

结构的英语翻译：

frame; structure; composition; configuration; construction; fabric; mechanism
【计】 frame work
【医】 constitution; formatio; formation; installation; structure; tcxture

专业解析

多稳态结构（Multistable Structures）指在外部激励或环境变化下，能够稳定存在于两个或两个以上不同几何构型或能量状态的工程结构或材料系统。其核心特征在于结构本身具有多个局部能量最小值点（势阱），允许在不同稳定态之间可控切换。

一、术语解析（汉英对照）

多稳态 (Multistability)：结构在无外力持续作用时，可长期保持多种稳定平衡状态的性质。区别于单稳态结构（仅有一个稳定态）和双稳态结构（仅有两个稳定态）。
结构 (Structure)：指具有特定力学行为的物理实体，如复合材料层合板、柔性机构、超材料等。

二、核心物理机制

多稳态源于结构内部的非线性弹性应变能分布与几何约束的耦合效应。典型实现方式包括：

非对称层合板：纤维方向差异导致热固化残余应力，形成多个弯曲稳定态（如[0/90]与[90/0]层合板）。
预应变弹性体-刚性体复合：弹性体释放预应变时驱动刚性组件达到不同锁定位置（如折纸/剪纸启发的结构）。
曲梁/壳屈曲模态：特定边界条件下，屈曲变形可锁定于不同模态（如柱面壳的凹/凸变形态）。

三、关键特征与优势

状态可编程性：通过设计材料参数（如铺层角度、刚度比）或几何拓扑（如切口图案、曲率）预设稳定态数量与切换路径。
滞回响应：状态切换需克服能量势垒，提供自锁能力与抗干扰性（如航空航天展开结构）。
低能耗驱动：利用分岔点附近的敏感性，微小能量输入即可触发大变形（应用于柔性机器人、能量收集器）。

四、典型应用领域

可重构系统：卫星可展开天线（欧洲空间局）、自适应建筑外立面（MIT 研究原型）通过切换稳态实现功能重构。
软体机器人：哈佛大学Wyss研究所开发的多稳态软抓手，利用双稳态关节实现快速抓取与保持。
能量管理装置：剑桥大学团队设计的多稳态振动能量收集器，拓宽频率响应范围提升发电效率。
医疗器件：可植入式多稳态支架（如波士顿科学公司专利），通过体温触发形态变化贴合血管。

权威参考文献来源

ASME《Journal of Mechanical Design》：层合板多稳态设计准则

Nature《Communications Physics》：曲壳多稳态动力学模型

Springer《Multistable Structures》专著：系统化分类与应用案例

IEEE《Robotics and Automation Letters》：多稳态软体机器人控制策略

网络扩展解释

多稳态结构是指具有多个稳定平衡状态的物理或力学系统，其核心特征是通过能量势垒的跨越实现不同稳态之间的切换。以下从定义、核心特征和应用领域三方面展开解释：

一、定义与核心特征

多稳态的本质
多稳态结构在相同外界条件下可存在多个能量局部极小值对应的稳定状态。例如波纹板结构可通过力学加载改变形态，在多个稳定构型间转换（）。这种特性源于系统势能面存在多个极小点，各稳态间通过能量壁垒分隔（）。
能量转换机制
系统通过储存和释放能量实现稳态跳变。例如捕蝇草利用双稳态结构快速闭合，其能量壁垒中的势能可被瞬间释放（）。

二、应用领域

智能材料与机器人
在软体机器人中，多稳态结构被用于设计快速响应驱动器，其丰富的形态变化能力远超传统单稳态结构（）。例如磁控多稳态抓手可通过磁场调控实现精准抓取。
能量吸收与存储
吸能超材料利用多稳态特性实现冲击能量分级耗散，波纹板结构因其可编程变形路径成为典型代表（）。

三、理论机制

动力学基础
基于哈密顿原理建立的动力学方程可描述多稳态系统的状态转换过程，固定磁铁配置可调控势能面形态（）。
跨学科共性
该概念不仅存在于力学系统，在生态系统中也表现为不同结构和功能的稳定状态共存（）。例如湿地系统可能在富营养化与贫营养状态间转换。

典型示例：

波纹板结构：通过简单力学加载实现20种以上稳态（）
捕蝇草双稳态：能量壁垒设计实现0.1秒级快速闭合（）

更多完整研究可参考《JMPS》期刊论文及北卡州立大学团队综述。