Tai galėtų sukurti dar neregėtus šarvus: štai kas yra smūgius išskaidantys fraktaliniai kubai ir kas jiems nutinka, gaunant 1080km/h greičiu lekiantį smūgį (2)
Nuo mikroskopinės medžiagos struktūros priklauso, kaip efektyviai ji gali sugerti smūgius. Los Alamo nacionalinės laboratorijos tyrėjai išsiaiškino perspektyvią struktūrą, labai efektyviai susidorojančią su šia užduotimi.
|
Visi šio ciklo įrašai |
|
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pridėjimo būdu pagamintos fraktalinės struktūros su greta esančiomis tuštumomis, smūgines bangas išsklaido penkis kartus geriau nei pilnaviduriai kubai.
Maži, 3D spausdinimu pagaminti plastiko kubai su vidine fraktaline struktūra efektyviai sklaido smūgines bangas, ir potencialiai galėtų tapti naujo tipo lengvų šarvų ir atsparių sprogimams ir smūgiams struktūrinių medžiagų pagrindu.
„Šio darbo tikslas – manipuliuoti smūginės bangos sukeltų bangų tarpusavio sąveika,“ sakė Dana Dattelbaum, mokslininkė iš Los Alamos nacionalinės laboratorijos ir žurnale AIP Advances publikuoto straipsnio vyr. autorė. „Esminiai principai, kaip tai atlikti, dar nėra gerai apibrėžti – tikrai mažiau, nei mechaninės atspausdintų medžiagų deformacijos. Mes nustatome šiuos principus, panaudodami pažangius, vidutinio dydžio objektų gamybą ir dizainą.“
Medžiagos, smūgines bangas išsklaidančias vidinėmis ertmėmis, buvo sukurtos jau ir anksčiau, bet jose įprastai būdavo naudojama bandymų ir klaidų metodu nustatyta struktūra. Kitose medžiagose naudoti smūgio virpinami ir bangas skleidžiantys sluoksniai. Tikslai kontroliuodami skylių vietas medžiagoje, tyrėjai gali kurti, modeliuoti ir išbandyti struktūras, kurios kaskart elgiasi taip, kaip numatyta.
Tyrėjai savo fraktalines struktūras bandė, smūgiuodami į jas maždaug 1080km/h greičiu. Struktūruoti kubai smūgius išsklaidė penkis kartus geriau, nei tokios pačios medžiagos pilnaviduriai kubai.
Nepaisant tokio efektyvumo, nėra aišku, ar fraktalinė struktūra geriausiai tinka smūgio išsklaidymui. Ieškodami idealių smūgio išsklaidymo struktūrų, tyrėjai bando ir kitokius ertmėmis ar sąveika paremtus dizainus. Nauji optimizavimo algoritmai nukreipia juos nuo periodinių, pasikartojančių struktūrų. Tokias struktūras galima būtų panaudoti struktūrinėms atramoms ir apsauginiams sluoksniams mašinose, šalmuose ar kitai dėvimai apsaugai.
D.M. Dattelbaum et al. tyrimas bus publikuotas AIP Advances 2020 metų liepos mėnesio numeryje, „Shockwave dissipation by interface-dominated porous structures.“
scitechdaily.com
Nuoroda: „Shockwave dissipation by interface-dominated porous structures“ by Dana M. Dattelbaum, Axinte Ionita, Brian M. Patterson, Brittany A. Branch and Lindsey Kuettner, 20 July 2020, AIP Advances.
DOI: 10.1063/5.0015179