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哈佛大学开发类似深海海绵骨架的新型抗屈曲结构

2020-11-10 13:39:02 中国航空报 理群

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中国航空报讯:美国哈佛大学的研究人员受深海六方海绵的玻璃状骨架的启发,正在研究将类似的结构用于设计更坚固、更高的建筑,更长的桥梁,以及更轻的航空航天器。

深海六方海绵体具有利用无定形水合二氧化硅构造复杂骨架的能力,其中一种名为Euplectella aspergillum的海绵的骨骼系统由正方形网格状架构组成,上面覆盖着两组对角撑条,形成了类似于棋盘格状的开孔闭孔结构模式。

哈佛大学研究人员发现深海海绵的这种对角增强网格状骨架结构比传统的用于建筑和桥梁的网格设计具有更高的强度/重量比,并通过仿真和试验证实,海绵的对角线加固策略可在给定数量的材料上实现最高的抗屈曲性。

研究人员表明,成对的平行交叉对角线结构可将网格结构整体强度提高20%以上,而无需添加其他材料即可达到此效果,从海绵骨骼系统研究中获得的经验可用于构建几何优化的结构,避免整体结构屈曲,对改进现代基础设施应用中的材料利用具有重大意义。

责任编辑:实习编辑