CN106369268A - 一种几何渐变折纹管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种几何渐变折纹管，该折纹管沿轴向和周向可分为若干模块，每个模块根据特定的折纸图案进行预折叠。本发明采用两种基本折纸图案对模块进行预折叠。可以通过单独改变模块的边长、夹角、数目、同时改变边长与夹角、同时改变边长与数目、同时改变夹角与数目、同时改变边长、夹角与数目共7种方式来改变折纹管中各模块的几何尺寸。且这七种变化方式可分别或同时在折纹管的轴向与周向两个方向进行，实现几何渐变折纹管在两个方向的几何渐变。本发明折纹管结构新颖，设计参数丰富，刚度和缓冲吸能性质可调，可以满足不同情况下的结构承载和抗冲击要求。且可以由一个平板通过刚性折叠而形成，加工方便，降低了生产成本，提高加工精确性。

Description

一种几何渐变折纹管

技术领域

本发明涉及一种薄壁管状结构，尤其涉及具有预折叠和几何渐变特性的折纹管。

背景技术

管状结构由来已久，生活中的普通圆管便是其一，但随着工业技术发展，管状结构的应用领域越来越多，不再局限于传统的建筑、机械，在汽车、医疗、航天等领域也得到广泛应用；相应的，对于其结构、性能特性的要求也越来越高，普通的圆管和方管已不能满足生产生活的需求。

目前出现很多新型管状结构，其中重要的一类就是表面有折纸纹路的折纹管。例如，专利名称为“Deployable structure”，专利公开号为US6233880B，提出了一种新型可展管状结构，可以通过折叠收起将自身体积降到最小，便于储存和运输，可以通过展开构建一个具有指定容积的空间；专利名称为“具有一个刚性自由度的可折叠管状结构”，专利公开号为CN103015531，提出了具有一个自由度的管状机构，可自由折展并精确控制；专利名称为“一种折痕式碰撞吸能盒”，专利公开号为CN101638076，利用管状结构的折痕纹路引导碰撞变形的最终模式，从而提高其吸能效率。

另一方面，渐变的概念也越来越引起科研人员的关注。对于渐变材料的研究主要集中于变形过程、材料性能、热学性能等方面。这些渐变材料的形成是由于微观结构和密度改变形成的。同渐变材料相似的渐变结构也吸引了大量研究人员投身其中，以求通过改善结构性能来适应更广泛的工程应用。Yves Conde(Conde,Y.,Pollien,A.,and Mortensen,A.,2006,"Functional grading of metal foam cores for yield-limited lightweightsandwich beams".ScriptaMaterialia,54(4),pp.539-543)将具有渐变特性的泡沫金属应用到三明治结构的夹层，提高三明治梁结构承载屈服极限；Yu Zhang(Zhang,Y.,and Ma,L.,2009,"Optimization of ceramic strength using elastic gradients".Actamaterialia,57(9),pp.2721-2729)利用渐变结构改善陶瓷制品的承载能力；Teik-Cheng Lim(Lim,T.C.,2002,"Functionally graded beam for attaining Poisson-curving".Journal of materials science letters,21(24),pp.1899-1901)探索利用渐变原理创作泊松曲面；还有人将渐变结构应用到三明治结构来提高能量吸收效率。

发明内容

本发明将渐变概念与折纹管设计相结合，应用渐变结构与折纸的概念，通过系统的改变折纹管的几何参数，设计出可由平面板材折叠形成、几何参数可变、具有渐变机械性能的几何渐变折纹管。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种几何渐变折纹管，由多个沿轴向和周向相互连接的模块构成，所述模块根据指定的折纸图案进行预折叠，且为组成所述几何渐变折纹管的基本单元，所述折纸图案为只具有一个对称轴的线对称2N边形结构且只具有一个自由度，可实现完全折展；可通过单独改变所述模块的边长、所述模块的夹角、所述模块的数目、同时改变所述模块的边长和夹角、同时改变所述模块的边长和数目、同时改变所述模块的夹角和数目、同时改变所述模块的边长、夹角和模块数共七种变化方式来改变所述模块的几何尺寸，所述的N为大于1的整数。

七种变化方式仅在几何渐变折纹管的轴向进行。

在几何渐变折纹管的轴向改变所述模块的数目，可实现的模块数变化比例为1:2ⁿ。

七种变化方式仅在几何渐变折纹管的周向进行。

在几何渐变折纹管的周向改变所述模块的数目，可实现的模块数变化比例为1：n。

七种变化方式同时在几何渐变折纹管的轴向和周向进行。

几何渐变折纹管沿轴向和周向分别由分层和分列情况，几何渐变折纹管仅沿着轴向改变时，可沿轴向分层且每层中的模块的几何参数相同；几何渐变折纹管仅沿着周向改变时，可沿周向分列且每列中的模块几何参数相同；每层或每列包括至少一个基层或基列，每个所述模块包含两个基层和两个基列。

几何渐变折纹管的表面为可展面，可由一块平面板材沿折纹折叠形成。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明折纹管几何设计参数丰富，可根据不同工程应用灵活改变结构设计参数。

(2)本发明折纹管可以通过系统改变几何参数实现渐变式的机械性能，比如变刚度，从而能够更好的满足实际工程需要。

(3)本发明折纹管可由一个平面板材沿折纹折叠形成，这使得加工更加方便，大大降低了生产成本，而且加工的精确性也可提高。

附图说明

图1为本发明指定的一个基本折纸图案一作为实施例的结构示意图；

图2为本发明指定的另一个基本折纸图案二作为实施例的结构示意图；

图3为本发明的第一种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，相邻两层的模块边长设计参数b不同，边长的改变沿管状结构的轴向进行；

图4为图3所示管状结构的局部平面展开图；

图5为本发明的第二种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，相邻两层模块夹角设计参数和不同，夹角的改变沿管状结构的轴向进行；

图6为图5所示管状结构的局部平面展开图；

图7为本发明的第三种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，但存在模块数目不同的层，模块数目的改变沿管状结构的轴向进行；

图8为图7所示管状结构的局部平面展开图；

图9为图7所示管状结构顶层结构的俯视图；

图10为图7所示管状结构底层结构的俯视图；

图11为本发明的第四种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图7中实施方式三的轴向改变模块数的基础上，同一层中的模块几何参数相同，不同层中的模块改变其对应的边长设计参数b；

图12为图11所示管状结构的局部平面展开图；

图13为本发明的第五种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图7中实施方式三的轴向改变模块数的基础上，同一层中模块设计参数相同，不同层中的模块改变其对应的夹角设计参数或同时改变和

图14为图13所示管状结构的局部平面展开图；

图15为本发明的第六种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，相邻两列的模块边长设计参数a和a′不同，边长的改变沿管状结构的周向进行；

图16为图15所示管状结构的局部平面展开图；

图17为本发明的第七种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，相邻两列的模块夹角设计参数不同，夹角的改变沿管状结构周向进行；

图18为图17所示管状结构的局部平面展开图；

图19为本发明的第八种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，但存在模块数目不同的列，模块数的改变表现在管状结构的周向上；

图20为图19所示管状结构的平面局部展开图；

图21为本发明的第九种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图19中实施方式八的周向改变模块数的基础上，同一列中的模块几何参数相同，不同列中的模块改变设计参数a和a′；

图22为图21所示管状结构的局部平面展开图；

图23为本发明的第十种具体实施方式，即由图1中折纸图案一的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图19中实施方式八的周向改变模块数的基础上，同一列中的模块几何参数相同，不同列中的模块改变设计参数

图24为图23所示管状结构的局部平面展开图；

图25为本发明的第十一种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，相邻两层的模块边长设计参数b不同，边长的改变沿管状结构的轴向进行；

图26为图25所示管状结构的局部平面展开图；

图27为本发明的第十二种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，相邻两层的模块夹角设计参数不同，夹角的改变沿管状结构的轴向进行；

图28为图27所示管状结构的局部平面展开图；

图29为本发明的第十三种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一层的模块几何参数相同，但存在模块数目不同的层，模块数的改变沿管状结构的轴向进行；

图30为图29所示管状结构的局部平面展开图；

图31为本发明的第十四种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在实施方式十三轴向改变模块数的基础上，同一层中的模块几何参数相同，不同层中的模块改变设计参数b和

图32为图31所示的管状结构的局部平面展开图；

图33为本发明的第十五种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，相邻两列的模块设计参数a和a′不同，边长的改变沿管状结构的周向进行；

图34为图33所示管状结构的局部平面展开图；

图35为本发明的第十六种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，相邻两列的模块夹角设计参数与边长设计参数a和a′不同，夹角与边长的改变沿管状结构的周向进行；

图36为图35所示管状结构的局部平面展开图；

图37为本发明的第十七种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构中同一列的模块几何参数相同，相邻两列的模块数目不同，模块数的改变沿管状结构的周向进行；

图38为图37所示管状结构的局部平面展开图；

图39为本发明的第十八种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图37中实施方式十七的周向改变模块数的基础上，同一列中的模块几何参数相同，不同列中的模块改变设计参数a和a′；

图40为图39所示管状结构的局部平面展开图；

图41为本发明的第十九种具体实施方式，即由图2中折纸图案二的模块连接而成的管状结构的结构示意图，该结构在图37中实施方式十七的周向改变模块数的基础上，同一列中的模块几何参数相同，不同列中的模块改变设计参数

图42为图41所示管状结构的局部平面展开图；

其中：

A、B、C、D、E、F、O——分别表示折纸图案中的不同顶点；

1,2,3...…69—代表折纹管沿轴向分层的排列序号或折纹管沿周向分列的排列序号；

Hm—第m个洞，H表示挖洞，m表示大于1的正整数，本实施例中(m＝1,2,3,4……30)；

a、a′、b、b′—表示边长，其下脚标与其模块所在的层或列相对应，如b₃表示第3层中的模块一个边长为b。

—表示模块的夹角，其下脚标与其模块所在的层或列相对应，表示在第37列中的模块一个角度为

具体实施方式

本发明的一种几何渐变折纹管，它是由若干个带有预折纹的模块连接形成的管状结构。由两种不同的折纸图案对模块进行预折，通过改变模块的边长、夹角、数目，同时改变模块的边长与夹角，同时改变模块的边长与数目，同时改变模块的夹角与数目，同时改变模块的边长、夹角和数目共7种基本方式改变模块的几何参数，从而获得不同的折纹管结构。

在轴向上的几何变化，无论是折纸图案一还是折纸图案二，都可以通过七种方式来改变图形几何参数实现管状结构的几何变化，并且可由平面折叠形成，在周向上的几何变化，没有模块数的变化，即各列模块数相同时，周向的改变同轴向一致，可由平面沿折痕折叠形成；当变化中存在模块数目改变时，需要去除多余材料改变模块数目并沿折纹折叠形成管状结构。在围成管状结构之前，折纸图案是具有一个自由度的平面图形，可以沿折纹动。故将折纹纹路刻在一平面板材，板材可以沿折纹折叠最后围成管。

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

对于本说明书附图中所有的图，相同或相对应的模块一般采用相同的数字字母标记表示。需要指出的是，说明书附图中所有的图只是对该发明解释说明性的表示，而本发明不局限于这些表示。此外，图中各部分并非必然按实际比例表示。在某些条件下，那些对了解本发明没有影响或者会对其他细节的理解造成影响的细节部分可能会被忽略。

图1是本发明中几何渐变折纹管的基本折纸图案一，该图案有四个边长a、a′、b、b′和两个角度共六个参数，由于存在一定的几何关系，b、b′和中有三个为独立参数，从而该图案有五个独立参数，选取a、a′、b、为五个独立设计参数；该图案为关于直线CD对称图形，四边形ABDC为平行四边形，即AB平行于CD，AC平行于BD。将图形中四个最小的四边形视为不发生形变的平面单元，相邻平面单元的连接线为转动中心线，折纸图案一具有一个自由度，可实现完全折展。

图2是本发明中几何渐变折纹管的基本折纸图案二，该图形有三个边长a、a′、b和一个角度共四个设计参数；图形二同图形一相同关于CD对称，四边形ABDC为平行四边形。图形二中的四个最小四边形均为等腰梯形。折纸图案二具有一个自由度，可实现完全折展。

图3是本发明的在轴向上改变基本折纸图案一的边长b组成的一种新型几何渐变折纹管一，管一沿轴向分为1、2、3、4、5层，图4是2、3层的局部平面展开图。管一中的任意层，均由完全相同的n个模块首尾相接而围成，形成2n凹边形的横截面。沿管1的轴向观察，不同层中的模块高度不一致，这种关系是由图4中b₂和b₃的大小变化引起的，该结构中只涉及轴向上不同层中的模块边长设计参数b的改变。其他设计参数均保持一致。

图5是本发明的在轴向上改变基本折纸图案一的两边夹角和组成的一种新型几何渐变折纹管二，管二沿轴向分为6、7、8、9、10层。图6是7、8层的局部平面展开图。同管一相似，同一层中的模块几何参数均相同，不同层中的模块有设计参数和的变化，且参数与是相关联的。

通过将管一与管二中改变的设计参数b，和的组合还可以实现其他管状结构，即在轴向同时改变b、和可形成新的几何渐变折纹管。

图7为本发明的将模块数不同的各层在轴向排布形成的一种新型几何渐变折纹管三，管三沿轴向分为11、12、13、14、15层，其中13层为过渡层。图8为管三局部平面展开图，图9为层11的俯视图，图10为层15的俯视图。11、12层的组成模块为折纸图案二，且两层中的组成模块一致；14、15层的组成模块为折纸图案一，且两层中的组成模块一致。过渡层13用来使两种不同模块顺利连接。将过渡层13视为折纸图案一的一半，由于和大小不等，通过延长折痕，可产生有五条折痕的顶点，形成过渡层。

改变模块数目是指12层中一个模块，对应到14层中为两个模块，如图8所示。图9与图10的边数分别为6和12，也反应了管三中模块数目的变化。

图11为本发明的在管三的基础上，改变设计参数b形成的一种新型几何渐变折纹管四，沿轴向分为16、17、18、19、20层，其中18层为过渡层。图12为管四的局部平面展开图。管四同管三相比，其特征在于改变折纸图案一与折纸图案二的几何参数b，即16、17、18、19层中的模块几何参数边长b均不同，而其余设计参数均保持一致，如图12所示。

图13为本发明的在管三的基础上，改变设计参数和形成的一种新型几何渐变折纹管五，图14为管五的局部平面展开图。管五的结构同管三、管四结构相似，不同之处在于21、22、23、24、25层中模块设计参数均不相同，23、24、25层中模块设计参数均不相同，其余设计参数保持一致，如图14所示。所述的参数和变化可以同时发生在21、22、23、24、25层，也可仅改变21、22层中参数或仅改变23、24、25层参数和

所述的管四与管五的变化参数b、和可以相结合同时作用到管三轴向上，形成新的几何渐变折纹管。

图15为本发明在周向上改变基本折纸图案一的边长a、a′形成的一种新型几何渐变折纹管六，管六同一列的模块完全一致，沿周向分为列26、27、28，其按26-27-28-26-27-28的次序循环排列。图16为列26与列27的局部平面展开图，图中除去a′₂₆与a′₂₇，a₂₆与a₂₇不同外，其余参数均一致。所述的管六中参数a、a′同时改变，也可以单个改变a或者a′，即有三种情况分别为改变参数a，改变参数a′与同时改变参数a和a′形成不同的几何渐变折纹管。除去图中所示的循环排列形式，还存在其他的排列方式。

图17为本发明的在周向上改变基本折纸图案一的设计参数形成的一种新型几何渐变折纹管七，管七沿周向分为列29、30、31，其按29-30-31-29-30-31的次序排列。图18为列30、31的局部平面展开图，每列中的模块完全一致，不同列中模块改变设计参数如图18中所示。

所述管六和管七可以结合起来，即在管的周向同时改变设计参数a、a′和改变a和改变a′和分别形成三种新的几何渐变折纹管。

图19为本发明的将模块数不同的各列沿周向排布形成的一种新型几何渐变折纹管八，管八沿周向分为列32、33，按照32-33-33-32-33-33的循环次序排列。图20为列32、33的局部平面展开示意图。此结构中，单元数目的改变即为不同列中模块数目的变化，如图20中，列32中的模块边长b₃₂是列33中的模块边长b₃₃的二倍，即列32中一个模块对应列33中的两个模块。由于基本图案一的特点，当列32与列33中的模块相接时，不能完全拼接，引入图19中H1、H2、H3、H4、H5这样的空缺，使得结构八得以实现。应用与该结构类似的方式也可实现1:n的模块数目变化。

图21是本发明在管八的基础上，沿周向改变设计参数a与a′形成的一种新型几何渐变折纹管九，图22为管九的局部平面展开图。管九沿周向分为列34、35、36，列34、35和36所对应设计参数a与a′均不相同，分别是a₃₄、a₃₅、a₃₆、a₃′₄、a₃′₅、a₃′₆，如图22中所示，设计参数变化表现在管的圆周方向。该结构中除去设计参数a与a′同时改变，两个设计参数也可单独改变形成不同的管状结构。

图23是本发明在管八的基础上，沿周向改变设计参数形成的一种新型几何渐变折纹管十，图24为其局部平面展开图。管十沿周向分为列37、38、39，，且各列中模块设计参数各不相同，分别是如图24所示。为实现单元数目变化，需去除部分材料，如图23中H11、H12、H13、H14、H15。

在管八改变模块数目的基础上，不仅可以改变设计参数a与a′和设计参数两者也可结合起来，即在周向上同时改变设计参数a与同时改变设计参数a′与同时设计改变设计参数a、a′与形成三种新的几何渐变折纹管。

图25是本发明在轴向上改变基本折纸图案二的边长b组成的一种新型几何渐变折纹管十一，管十一相邻两层结构不同，分为层40、41、42、43、44。图26为层41与层42的局部平面展开图。同一层中的模块一致，假设每一层有n个单元，即形成横截面为2n边形的管。由于图26中b₄₁、b₄₂的变化，使管十一不同层的高度不一致。

图27为本发明在轴向上改变基本折纸图案二的两边夹角组成的一种新型几何渐变折纹管十二，管十二在轴向上分为层45、46、47、48、49，图28是层46与层47的局部平面展开图。同一层中的模块完全一致，不同层中模块参数不同，如图28所示，表现在图27中各层模块高度不等，模块内沿轴向的两平面之间的二面角不相等。

以上所述管十一与管十二所改变的参数b与也可相互结合，即在轴向上同时改变参数b与形成新的几何渐变折纹管。

图29为本发明的将模块数不同的各层在轴向上排布形成的一种新型几何渐变折纹管十三，管十三在轴向上分为50、51、52、53、54层，其中层52为过渡层。图30是层51、52、53的局部平面展开图，展示改变模块数的方法。过渡层52的形成与过渡层13的形成相似，延长模块的两条边线使其交于一点，从而在层51与52相接处产生具有五条折痕的顶点，实现单元数的变化。如图30中51层一个模块对应53层中两模块，在管十三中表现为层50与层54模块数目的不同。管十三中，层50与层51一致，层53与层54一致。

图31为本发明在管十三的基础上，轴向改变基本折纸图案二的参数b与形成的一种新型几何渐变折纹管十四，管十四分为层55、56、57、58、59，其形成与管十三的形成一样，不同之处在于55、56、57、58、59各层中的模块参数b与也不相同，如图32所示。

管十四的形成是在管十三轴向改变模块数目的基础上同时改变参数b与也可单独改变b与形成不同的几何渐变折纹管。

图33为本发明在周向上改变基本折纸图案二的边长a与a′形成的一种新型几何渐变折纹管十五，图34为管十五的局部平面展开图。管十五，沿周向分为列60与61，同一列内各模块保持一致。不同列中的两个模块参数a与a′不同。管十五采用两个模块重复排布的连接方式，即60-61-60-61的排布方式，形成闭合的管状结构，此处排列形成不仅局限于对称排列，还存在其他的排列的方式。

图35为本发明在周向上改变基本折纸图案二的夹角组成的一种新型几何渐变折纹管十六，沿周向分为62与63两列，并按照62-63-62-63循环次序排列。图36为管十六的局部平面展开图。夹角的变化只发生在周向上，且发生在模块衔接处，即同一模块中参数不再唯一，出现两个角度，如图36所示

图37为本发明的将模块数不同的各列在周向上排布形成的一种新型几何渐变折纹管十七，沿周向分为列64与列65并采用64-65-64-65的循环方式排列，图38为该管局部平面展开图。此结构中，列64中的模块与列65相比，边长a、a′与夹角相同，边长b₆₄是b₆₅二倍，通过除多余材料，如图37中H16、H17、H18、H19、H20，实现模块数目的改变。

图39为本发明在折纹管十七的基础上，沿周向改变基本折纸图案二的长度参数a与a′形成的一种新型几何渐变折纹管十八，该管沿周向分为列66、67，同列64、65相似，不同之处在于列66中的模块与列67中的模块参数a和a′不同，如图40所示的a₆₆、a′₆₆、a₆₇和a′₆₇。

图41为本发明在折纹管十七的基础上，沿周向改变基本折纸图案二的参数形成的一种新型几何渐变折纹管十九，该管沿周向分列68、69，同列64、65相似，不同之处在于列68中模块与列69中的模块参数不同。

图42为图41所示管状结构的局部平面展开图。

在管十七的基础上，周向仅改变参数a或者仅改变参数a′也可形成新的几何渐变折纹管；也可与改变参数相结合，即在管十七的轴向改变模块数的基础上同时改变参数a和同时改变参数a′和同时改变参数a、a′和共三种不同方式实现几何渐变折纹管。

以上所以实施例的层数均为五层，而该几何渐变管不局限于此，可以沿轴向无线叠加。

以上示意性的对本发明即实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限与此。所以，如果本领域的技术人员受其启发，在不脱离本发明创作宗旨的情况下，采用基本变形的不同组合，或者改变单元叠加数目的方式不经创造性的设计与该发明的结构与方法相似的结构方案及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种几何渐变折纹管，其特征在于，由多个沿轴向和周向相互连接的模块构成，所述模块根据指定的折纸图案进行预折叠，且为组成所述几何渐变折纹管的基本单元，所述折纸图案为只具有一个对称轴的线对称2N边形结构且只具有一个自由度，可实现完全折展；可通过单独改变所述模块的边长、所述模块的夹角、所述模块的数目、同时改变所述模块的边长和夹角、同时改变所述模块的边长和数目、同时改变所述模块的夹角和数目、同时改变所述模块的边长、夹角和模块数共七种变化方式来改变所述模块的几何尺寸，所述的N为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，七种变化方式仅在几何渐变折纹管的轴向进行。

3.根据权利要求1或2所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，在几何渐变折纹管的轴向改变所述模块的数目，可实现的模块数变化比例为1:2ⁿ。

4.根据权利要求1所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，七种变化方式仅在几何渐变折纹管的周向进行。

5.根据权利要求1或4所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，在几何渐变折纹管的周向改变所述模块的数目，可实现的模块数变化比例为1：n。

6.根据权利要求1所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，七种变化方式同时在几何渐变折纹管的轴向和周向进行。

7.根据权利要求1所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，几何渐变折纹管沿轴向和周向分别由分层和分列情况，几何渐变折纹管仅沿着轴向改变时，可沿轴向分层且每层中的模块的几何参数相同；几何渐变折纹管仅沿着周向改变时，可沿周向分列且每列中的模块几何参数相同；每层或每列包括至少一个基层或基列，每个所述模块包含两个基层和两个基列。

8.根据权利要求1所述的一种几何渐变折纹管，其特征在于，几何渐变折纹管的表面为可展面，可由一块平面板材沿折纹折叠形成。