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蟑螂的腿能更好的飛機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵
2015年7月2日
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來(lái)自都柏林三一學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在探索的組成各種昆蟲(chóng)的腿,希望找到更好的方法來(lái)設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)管結(jié)構(gòu)在航空和醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
飛機(jī)使用這些類型的結(jié)構(gòu)來(lái)減肥,但是他們需要能夠抵抗屈曲保留他們的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整性。在醫(yī)學(xué)上,細(xì)管狀結(jié)構(gòu)有一個(gè)范圍的應(yīng)用程序,包括導(dǎo)管。
這張圖片展示了昆蟲(chóng)的腿反應(yīng)不同壓力時(shí)(電子掃描顯微鏡圖像)。
來(lái)源:都柏林三一學(xué)院教授大衛(wèi)·泰勒
這張圖片展示了昆蟲(chóng)的腿反應(yīng)不同壓力時(shí)(電子掃描顯微鏡圖像)。
“薄壁管由屈曲容易失敗,”大衛(wèi)·泰勒教授說(shuō),該研究的主要作者之一。
“很難預(yù)測(cè)加載條件導(dǎo)致屈曲,尤其非標(biāo)準(zhǔn)管的截面。想喝的稻草。如果你彎曲它,它會(huì)突然給。”
科學(xué)家們正在研究如何蝗蟲(chóng)的腿,蜜蜂,昆蟲(chóng)和蟑螂扣和彎曲壓力時(shí)。這些昆蟲(chóng)種類的選擇他們的腿結(jié)構(gòu)和不同的方式使用他們的腿在自然環(huán)境中的行為。昆蟲(chóng),例如有五縱脊運(yùn)行他們的腿。
“我們發(fā)現(xiàn),這些山脊不防止屈曲,但他們幫助腿部保持完整,”泰勒說(shuō)。
“特別是,他們幫助抵抗稱為彈性屈曲的特定類型的屈曲。這表明材料屬性和幾何可以以復(fù)雜的方式相互作用,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮薄壁管。”
相比之下,蜜蜂有腿三角形截面和一個(gè)巨大花粉的籃子里。研究小組發(fā)現(xiàn),這一區(qū)域并沒(méi)有顯著影響的彎矩失敗,證明非圓橫截面可以在不影響設(shè)計(jì)的機(jī)械強(qiáng)度。
在其他地方,空心蝗蟲(chóng)和蟑螂的腿被發(fā)現(xiàn)near-circular橫截面時(shí)接近破壞昆蟲(chóng)跳。團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)進(jìn)一步的測(cè)試,仿生材料的研究可能會(huì)導(dǎo)致一系列的靈感來(lái)自于昆蟲(chóng)的腿結(jié)構(gòu)。
“他們基本上接近極限,”泰勒說(shuō)的蝗蟲(chóng)和蟑螂的腿。
“這是進(jìn)化操作接近崩潰的邊緣。”
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