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美国普渡大学研究螳螂虾护甲结构中以研究耐冲击材料

发布日期:2019-06-12  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论

【据美国普渡大学网站2019年6月11日报道】螳螂虾是具有侵略性的海洋甲壳类动物,其腹部的盾型护甲(telson)能够抵御来同类的快速猛烈的反复打击。美国普渡大学的科学家近期对攻击型的雀尾螳螂虾和相对温顺的斑琴螳螂虾的护甲进行了研究,揭示了这种耐损伤生物复合材料的多尺度结构-力学性质,以探索生物结构用来抵抗重复高能冲击失效的策略。研究发现,与斑琴螳螂虾相比,雀尾螳螂虾的护甲的防护能力更强,具有更高的体积压缩刚度,这主要归因于雀尾螳螂虾护甲外部有外凸弯曲的脊(carinae)、内部有一个像螺旋形楼梯的螺旋状结构。这种结构组合在遭到撞击时可吸收大部分能量,并可阻止裂纹扩展,在强化护甲的刚度同时,还允许护甲向内弯曲,防止冲击到螳螂虾身体的其他部位。普渡大学的研究人员通过计算模型成功验证了carinae的作用,并将肢解动物外骨骼的这种裂纹传播机制集成到3D打印的水泥浆中,以提升混凝土结构的耐损伤能力。该研究得到了美国空军科学研究办公室的财政支持,这些发现对于设计具有高损伤容限的轻质复合材料是非常有用的,相关论文《The Stomatopod Telson: Convergent Evolution in the Development of a Biological Shield》已在Advanced Functional Materials期刊上发表。

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201906/12/57726.html
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