بررسی عددی گرادیان ماده با استفاده از روابط سفتی متفاوت با درنظر گرفتن گرادیان سفتی پوستهی بال سنجاقک
نویسندگان
1 استاد ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه گیلان ، رشت.
2 دانشجوی کارشناسی ارشد ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه گیلان ، رشت
3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت.
4 دکتری تخصصی، مهندسی مکانیک ، دانشگا ه کیل ، کیل
doi
10.22068/jstc.2020.133844.1675چکیده
بیشتر مواد طبیعی کامپوزیتهایی هستند که میتوانند دامنه گستردهای از خواص مواد مانند مدول الاستیک را نشان دهند.کیوتیکل حشرات یکی از این مواد طبیعی است. نوع گرادیان کیوتیکل در قسمتهای مختلف بدن حشرات به طرز چشمگیری متفاوت است. به دلیل ابعاد کوچک نمونههای کیوتیکل، انجام آزمایشهای تجربی، بسیار چالش برانگیز، پر هزینه و وقت گیر است. شناخت عملکرد ساختارهای کیوتیکلی و خصوصیات درجهبندی شدهی آنها میتواند به طراحی و توسعهی مواد مهندسی با خواص پیشرفته کمک کند. در این مقاله از روش اجزای محدود برای بررسی عملکرد کیوتیکل موجود در پوسته بال سنجاقک استفاده شدهاست. نخست توزیع مواد روی پوستهی بال با استفاده از تصاویر بدستآمده توسط میکروسکوپ اسکن لیزری روبشی(CLSM) بررسی میشود. سپس، برای ارزیابی مقادیر تنش و کرنش تحت جابهجایی، روابط مختلف سفتی برروی یک مدل هندسی از تیر یکسر گیردار، که نمایانگر پوسته است، اعمال میشود. مقایسهی نتایج بدستآمده از تجزیه و تحلیل روابط مختلف سفتی نشان داد رابطهی سهموی درجه دو به عنوان توزیع مناسبتر برای سفتی، از لحاظ دارا بودن کمترین تنش و کرنش در این ساختار، نسبت به سایر روابط سفتی معرفی میگردد. این پژوهش بستری برای تحقیقات بیشتر میان رشتهای در این زمینه است.
