蟑螂的腿能更好的飞机设计的关键

2015年7月2日

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来自都柏林三一学院的一个研究团队正在探索的组成各种昆虫的腿,希望找到更好的方法来设计细长管结构在航空和医学应用。

飞机使用这些类型的结构来减肥,但是他们需要能够抵抗屈曲保留他们的强度和结构完整性。在医学上,细管状结构有一个范围的应用程序,包括导管。

这张图片展示了昆虫的腿反应不同压力时(电子扫描显微镜图像)。

来源:都柏林三一学院教授大卫·泰勒

这张图片展示了昆虫的腿反应不同压力时(电子扫描显微镜图像)。

“薄壁管由屈曲容易失败,”大卫·泰勒教授说,该研究的主要作者之一。

“很难预测加载条件导致屈曲,尤其非标准管的截面。想喝的稻草。如果你弯曲它,它会突然给。”

科学家们正在研究如何蝗虫的腿,蜜蜂,昆虫和蟑螂扣和弯曲压力时。这些昆虫种类的选择他们的腿结构和不同的方式使用他们的腿在自然环境中的行为。昆虫,例如有五纵脊运行他们的腿。

“我们发现,这些山脊不防止屈曲,但他们帮助腿部保持完整,”泰勒说。

“特别是,他们帮助抵抗称为弹性屈曲的特定类型的屈曲。这表明材料属性和几何可以以复杂的方式相互作用,设计时必须考虑薄壁管。”

相比之下,蜜蜂有腿三角形截面和一个巨大花粉的篮子里。研究小组发现,这一区域并没有显着影响的弯矩失败,证明非圆横截面可以在不影响设计的机械强度。

在其他地方,空心蝗虫和蟑螂的腿被发现near-circular横截面时接近破坏昆虫跳。团队希望通过进一步的测试,仿生材料的研究可能会导致一系列的灵感来自于昆虫的腿结构。

“他们基本上接近极限,”泰勒说的蝗虫和蟑螂的腿。

“这是进化操作接近崩溃的边缘。”

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