由亚历山德罗Pirolini
研究人员印度科学研究所欧洲杯线上买球和莱斯大学正在研究软体动物是如何在海底承受高压的。软体动物有一个柔软的内部,但他们的外壳设计的方式,即使在非常恶劣的条件下保护他们。
研究人员模拟了一般软体动物的移动栖息地,以便深入了解是什么导致了这些硬壳的形成,以及它们的设计原理如何应用于人类尺度的结构,如建筑物和交通工具。
由印度科学院学生、莱斯大学访问学生钱德拉·塞卡尔·提瓦瑞领导的研究团队开发了计算机模型和3d打印两种类型的贝壳,用于进行压力测试,以及从印度海滩收集的真实贝欧洲杯线上买球壳。
研究人员报告说,多年来发展的炮弹不仅有效地保护内部的软体动物,而且还将压力重新引导到最不可能存在的地区。
这美国科学进步协会欧洲杯线上买球《科欧洲杯线上买球学进展》(Science Advances)在一份新的在线杂志上发表了他们的研究结果。贝壳由珍珠壳组成,也被称为珍珠母,它是一种无机和有机材料的弹性和健壮的基质,最近被其他Rice工程师作为刚度、强度和韧性的模型进行研究。欧洲杯足球竞彩
提瓦瑞和他的团队发现了贝壳稳定性背后的秘密,以及在可能发生故障时如何改变压力以减少损伤,从而为研究增加了一个新的维度。计算结果表明,独特的贝壳形状使它们的承重能力是单纯珍珠质贝壳的两倍。
研究人员研究了两种类型的软体动物。一个Mollusk包括具有不同与蛤壳的铰链相似的不同外骨骼组件的纤维群,另一个是Terebidae,它在壳体中隐藏形状像螺丝的壳体。
在夹住肋和半圆形的情况下,在蛤壳的情况下在铰链上施加应力,而在TerebiDae的情况下,负载朝向中心和宽大顶部通过螺钉。这种进化优化导致骨折仅在困扰内部伤害有机体的地区。
Tiwary在印度科学院班加罗尔校园坐落于Kamanio Chattophadhyay工作。欧洲杯线上买球
研究人员观察到,工程师们利用自然形状的机械概念,如鲨鱼牙齿和喙壳,来设计汽车部件、防护罩和建筑。然而,贝壳是处理一系列机械载荷的进化优化的理想例子。
大自然一直在创造美丽的事物,但我们并没有真正注意到为什么它们的形状是这样的。
钱德拉Sekhar Tiwary
大米大学材料科学实验室的成员欧洲杯线上买球
虽然数学家,艺术家和生物学家提供了关于贝壳,材料科学家的文献“我还没想过这些复杂的形状,因为制作它们并不容易,“Tiwary说。随着多年来的3D打印迅速发展,它变得非常容易模仿具有强大和弹性的材料的形状。欧洲杯足球竞彩“在3d打印技术的帮助下,这些想法可以扩展到更大的现实,“ 他说。
研究人员打印出了扇形的聚合物外壳,其中包括一些没有典型会聚肋的外壳。锥也被制作成模仿螺丝但不复杂的。
研究人员发现,肋条的风扇在将压力重定向到风扇底座时并不是很有效,而是将其分散到壳体上的三个不同区域。在印刷版和真正的壳体附近的风扇底座附近的相同斑点,最终观察到的裂缝。
他们报道了应力分布在复杂的螺杆形状中的方式完全不同。强大的内壳芯受到最大的影响,从外表面上宽松地应力并将其移到最大环上。研究人员得出结论,螺旋形壳在保护其精致内部的保护方面是优越的。
“有充足的形状更加复杂,它们可能比新结构更好,“Tiwary说。
本科夏兰基尔,研究生Suman Sarkar和Debiprasad Roy Mahapatra印度科学研究院是共同作者。欧洲杯线上买球Chattopadhyay也是该研究所材料工程教授。欧洲杯足球竞彩Ajayan是大米材料科学系主席,本杰明M.和玛丽格林伍德安德森工程学教授和化学欧洲杯足球竞彩教授。欧洲杯线上买球