欧洲杯足球竞彩材料科学家发现了模仿自然弹簧加载的方式,没有能量损失

Venus Flytraps做到了,Trap-Jaw蚂蚁做到这一点,现在马萨诸塞大学的材料科学家也可以欧洲杯足球竞彩做到这一点 - 他们发现了一种能够在弹簧中有效地将弹性能量转化为动能的方法,以获得高速加速,极端速度随着自然的动作是这样做的。

在人造和许多自然系统的物理学中,将能量从一种形式转换为另一个形式,通常意味着失去了很多能量,称第一作者徐东亮和高级研究员阿尔弗雷德克罗斯比。“总有很高的成本,并且转换中的大部分能量都丢失了,”克罗斯比说。“但我们至少发现了一种有效的机制。”细节在物理评论信。

使用高速成像,梁和克罗斯比在精细的细节测量,弹性带的重塑或捕捉,可以达到加速度和速度类似于激励它们的天然生物系统的速度。通过对不同的弹性带构象进行实验,他们发现了一种模仿蚂蚁和旋蝇快速运动的机制,具有最小的能量损失的高功率脉冲事件。

梁秉国大学的梁先生,克罗斯比是一个集团的一部分,包括由前Umass Amherst Expert Sheila Patek的主机器人和生物学家,现在在Duke大学。她研究了螳螂虾的极其快速的急流阑尾捕捉动作。他们的多学科大学研究倡议(Muri)Grant由美国陆军研究实验室及其研究办公室资助的美国陆军多学科大学研究倡议(Muri)批准。

在梁的观察和实验中,他发现了能源最保守的潜在条件 - 加上基本物理学 - 并提出了克罗斯比的电话“一些非常美丽的理论和方程式”来支持他们的结论。“我们的研究表明,弹簧内部的几何结构在增强高功率运动的能量转换过程中扮演着重要的核心角色,”克罗斯比笔记。

秘密被证明是在橡皮筋上添加椭圆形而不是圆形的孔,梁说。“保持效率并不是凭直觉就能做到的,在你进行实验之前很难猜测如何做到这一点。但你可以开始形成一个理论一旦你看到实验如何随着时间推移。你可以开始思考它是如何运作的。”

他放慢了动作,观察一种像橡皮筋一样的合成聚合物的断裂运动。

梁先生发现结构秘密在设计孔的模式。“没有洞,一切都只是伸展,”他指出了。“但如果有了洞,材料的一些区域就会转向并坍塌。”当平纹带被拉伸和反冲时,储存的能量中只有不到70%被用于高功率运动,其余的都丢失了。

梁解释说,相比之下,添加气孔将带转变为机械超材料,通过旋转产生运动。欧洲杯足球竞彩他和克罗斯比证明,在超材料中,超过90%的储存能量被用来驱动运动。欧洲杯足球竞彩“在物理学中,弯曲以更少的能量完成同样的运动,所以当你控制气孔的模式时,你可以设计出内部弯曲的带子;它变得高效。”Crosby补充道。

“这表明我们可以使用结构来改变材料中的属性。其他人知道这是一种有趣的方法,但我们向前移动,特别是对于高速运动和从弹性能量转换欧洲杯足球竞彩为动能或运动。”

这两项希望这一进步将帮助摩里队和其他人的摩托车,以绩效目标帮助他们设计高效率,快速的动力学机器人系统。

梁说,“现在我们可以交出其中一些结构,然后说,‘这是如何为你的机器人设计弹簧。’”我们认为,这个新理论在如何看待生物学方面打开了很多新想法和问题,组织是如何结构的,或者它们的外壳是如何配置来允许旋转的,我们认为这是关键。”他补充道。

来源:http://www.umass.edu/

告诉我们你的想法

您是否有审核,更新或您想要添加此新闻故事的任何内容?

留下您的反馈意见
提交