Araştırmacılar çalışmalarında, sünger diyagonal takviye stratejisinin
"Havacılık gibi birçok alandateknik, güç-ağırlık oranı kritik, ”diye ekliyor SEAS Kıdemli Bilim Adamı ve yardımcı yazar James Weaver. "Biyolojiden ilham alan bu geometri, çok çeşitli uygulamalar için daha hafif, daha güçlü yapıların geliştirilmesi için bir yol haritası sağlayabilir."
Euplectella aspergillum iskeleti, derin deniz süngeri. Kredi: Harvard Eğitim Laboratuvarı'nın izniyle video.
Hiç kapalı bir köprüden geçtiysenizveya eşyaları saklamak için metal bir rafı bir araya getirdiğinizde, çapraz ızgara mimarisi gördünüz. Bu tip tasarım, uygulanan yükleri eşit olarak dağıtmak için çok sayıda küçük, yakın aralıklı çapraz kirişler kullanır. Bu geometri, 1800'lerin başında hafif ve ucuz malzemelerden güçlü köprüler oluşturmak isteyen mimar ve inşaat mühendisi Ithiel Town tarafından patentlendi.
Belediye basit bir sistem geliştirdive bugün hala kullanılan kare kafes yapılarını stabilize etmenin ekonomik bir yolu. İşin yapılmasını sağlar, ancak optimal değildir, malzemenin israfına veya israfına ve sınırlı bina yüksekliğine neden olur. "Bu araştırmayı yönlendiren ana sorulardan biri, bu yapıları malzeme dağıtımı açısından daha verimli hale getirip getiremeyeceğimizdi. sonuçta aynı güce ulaşmak için daha az malzeme mi kullanıyorsunuz?" diye açıklıyor Fernandez.
Cam süngerler, ait olduğu grupVenüs'ün Çiçek Sepeti olarak da bilinen Euplectella aspergillum, araştırma ve geliştirmede yaklaşık yarım milyar yıllık bir avantaja sahipti. Boru şeklindeki gövdesini desteklemek için Euplectella aspergillum, dayanıklı bir dama tahtası deseni oluşturmak için alttaki kare ağ ile kesişen ve birleşen iki set paralel diyagonal iskelet desteği kullanır.
Gelen kompozit işlemeSağda kaynaklı takviye ızgarasına solda cam süngerle kaplama, çalışmanın biyolojik yapısını vurguluyor. Kredi: Peter Allen, Ryan Allen ve James K. Weaver / Harvard'ın İzniyle
Weaver, "Sünger iskelet sistemlerindeki yapı ve işlev arasındaki ilişkileri 20 yıldan fazla bir süredir inceliyoruz ve bu türler bizi şaşırtmaya devam ediyor" diye vurguluyor.
Simülasyonlar ve deneyler sırasındaAraştırmacılar tasarımı kopyaladılar ve süngerin iskelet yapısını mevcut kafes geometrisiyle karşılaştırdılar. Süngerin tasarımı, daha ağır yüklere rağmen hepsini geride bıraktı. Araştırmacılar, eşleştirilmiş, paralel, çapraz çapraz yapının, bu etkiyi elde etmek için ek malzemeye ihtiyaç duymadan genel yapısal gücü yüzde 20'den fazla artırdığını gösterdi.
Ayrıca okuyun
Ekosistem çağında: BT devleri nasıl günlük hayatımızın arayüzlerine dönüşüyor
Kıyamet buzulu bilim adamlarının sandığından daha tehlikeli çıktı. Ana şeyi söyleriz
GitHub, "ana" terimini nötr eşdeğeriyle değiştirdi