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蟑螂的腿能更好的飛機設計的關鍵
2015年7月2日
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來自都柏林三一學院的一個研究團隊正在探索的組成各種昆蟲的腿,希望找到更好的方法來設計細長管結構在航空和醫(yī)學應用。
飛機使用這些類型的結構來減肥,但是他們需要能夠抵抗屈曲保留他們的強度和結構完整性。在醫(yī)學上,細管狀結構有一個范圍的應用程序,包括導管。
這張圖片展示了昆蟲的腿反應不同壓力時(電子掃描顯微鏡圖像)。
來源:都柏林三一學院教授大衛(wèi)·泰勒
這張圖片展示了昆蟲的腿反應不同壓力時(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,該研究的主要作者之一。
“很難預測加載條件導致屈曲,尤其非標準管的截面。想喝的稻草。如果你彎曲它,它會突然給。”
科學家們正在研究如何蝗蟲的腿,蜜蜂,昆蟲和蟑螂扣和彎曲壓力時。這些昆蟲種類的選擇他們的腿結構和不同的方式使用他們的腿在自然環(huán)境中的行為。昆蟲,例如有五縱脊運行他們的腿。
“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。
“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雜的方式相互作用,設計時必須考慮薄壁管。”
相比之下,蜜蜂有腿三角形截面和一個巨大花粉的籃子里。研究小組發(fā)現(xiàn),這一區(qū)域并沒有顯著影響的彎矩失敗,證明非圓橫截面可以在不影響設計的機械強度。
在其他地方,空心蝗蟲和蟑螂的腿被發(fā)現(xiàn)near-circular橫截面時接近破壞昆蟲跳。團隊希望通過進一步的測試,仿生材料的研究可能會導致一系列的靈感來自于昆蟲的腿結構。
“他們基本上接近極限,”泰勒說的蝗蟲和蟑螂的腿。
“這是進化操作接近崩潰的邊緣。”
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