Tinius奥尔森已经支持伦敦南岸大学的工程学院在测试中一个独特的单向铰链由昆虫的翅膀。
图片来源:Tinius奥尔森
这个新发现发现飞行甲虫翅膀揭示了如何改变形状在飞行中使用一个不寻常的钟形结构,这是兼容的向一个方向但几乎十倍更强硬的相反的方向。
结果表明是一种有效的单向的铰链结构,实现功能使用单一材料,没有额外的质量。在应用程序使用insect-inspired铰链,包括容易组装的模块化设计,自适应无气轮胎,和超材料零泊松亚博网站下载”年代比,表明结构仿生应用程序在一个相当大的尺寸范围。
“昆虫翅膀引人注目的例子自动形状变形性质和技术,其中的机制还没有完全理解,”哈米德说Rajabi,讲师大学机械工程与设计学院的工程。
“这些昆虫翅膀可变形翼型,变形主要是通过复杂的结构组件之间的相互作用。”
“由于机翼设计和技术挑战的复杂性与测试这些脆弱的翅膀,对组件的属性以及它们如何确定翼应对飞行部队。尤其如此的不同寻常的结构的后翅膜甲虫Pachnoda Marginata或太阳甲虫。”
“机械铰链和相关的非对称弯曲和扭转在昆虫翅膀普遍存在,而在飞行中,这些铰链允许机翼变形自动上行和下行冲程之间的不对称。他们还控制精确,复杂的模式后折叠和展开的翅膀。”
“在这个特殊的例子中,铰链的双膜类型,这取决于可逆薄板屈曲。从真比例尺计算模拟和高档物理模型,证实了这个双层膜可以作为单向铰链。”
“结构包含两个区分层:钟形上层和连续近底层。我们的计算模拟表明,这是一个有效的单向铰链,在紧张和僵硬的向上弯曲但灵活压缩和向下弯曲,”哈米德。
”系统的不同设计参数的计算模型,我们表明,双层膜的属性铰链可调谐范围广泛。这使我们开发一个广泛的设计空间,我们后来用于模型选择。“
“我们在三个不同的应用程序,使用选定的模型,证明了双层铰链代表了一种简单而有效的设计策略控制使用单一材料和结构的力学响应,没有额外的质量。”
因此,这一发现的潜在应用是什么?
“铰链有许多潜在的仿生应用程序。首先,我们创建了一个模块化设计,可以非常容易拆卸和组装,紧随其后的是设计一个实心轮胎,这可能有大量的应用在许多领域。”
“我们还创建了一个元材料零泊松比,我们可以控制材料的压缩行为通过使用我们的关节,这同样可以应用在大量的应用程序,”哈米德说。
“这生物单向铰链提供生物工程结构的设计和开发的灵感表现出不对称反应等于力量应用于不同的方向。这是特别有趣,因为双层膜提供了一个简单、廉价的方式使单向铰不增加质量。”
Tinius奥尔森提供1 UTM配备500 n loadcell,这不仅执行所需的张力和压缩测试,也可以结合使用自定义设置由哈米德和他的团队开发的。
“Tinius奥尔森的支持这个项目是难以置信的。提供的全面的帮助和支持的选择正确的测试机、测压元件和附件是无价的。他们支持人员总是可以回答任何问题我们有一整天指令1日和地平线软件是特别有用,以及发展中所需的所有测试协议我们。我们当然不会取得了与本研究没有公司的输入,”哈米德说。
短的抽象的这一发现可以找到视频https://www.youtube.com/watch?v=MpePlRkhio4提供全文https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2211861119