05.06.2019

Ученые представили метаматериал, который превращает сжатие в растяжение

информация:

Американские и японские ученые придумали структуру с уникальными механическими свойствами – она способна гасить ударную силу. В основе «амортизирующего» материала лежит искусство оригами. Статья на эту тему опубликована в журнале Science Advances.

Бумажная модель метаматериала
Бумажная модель метаматериала
© Kiyomi Taguchi/University of Washington

Первоначально группа ученых тестировала компьютерную модель, а затем, чтобы подтвердить собственные выводы, построила бумажный прототип. Экспериментальная конструкция состоит из 20 похожих сегментов – оригами-цилиндров из треугольных граней.
Бумажная модель метаматериала
Бумажная модель метаматериала
© Kiyomi Taguchi/University of Washington

«Развертки» объемных фигур изготовлены из картона толщиной 0,5 мм. Высота каждого цилиндра в исходном состоянии – 35 мм, расстояние от центральной оси до крайней точки многоугольника (радиус) – 36 мм. Блоки скреплены друг с другом пластиковыми переходниками толщиной 1,6 мм; сегменты с разной ориентацией чередуются между собой. Испытания фиксировались на шесть камер GoPro, которые вели запись в замедленном режиме.
Бумажная модель метаматериала
Бумажная модель метаматериала
© Kiyomi Taguchi/University of Washington

Вся суть «амортизирующего» изобретения – в геометрии метаматериала и рисунке сгибов. При ударе деформация сжатия трансформируется в мягкое растяжение, которое распространяется по длине всего «тоннеля». Приложенная сила не доходит до конца цепи, а гасится еще в начале: благодаря особой структуре импульс растяжения «обгоняет» импульс сжатия и, добравшись до последнего сегмента, возвращается назад и заглушает встречную волну.



«Если бы у вас был футбольный шлем, сделанный из этого материала, и что-то ударило бы вас по голове, вы бы совсем не почувствовали удара», – поясняет один из соавторов научного изыскания, доцент кафедры аэронавтики и космонавтики Вашингтонского университета Чингю Ян.
Чингю Ян
Чингю Ян
© Kiyomi Taguchi/University of Washington

Удары и их разрушительные последствия – это проблема, с которой мы сталкиваемся ежедневно, поэтому такой метаматериал может найти широкое применение. Например, при строительстве объектов, на которые распространяется вибрация – с помощью метаматериала можно уменьшить ее воздействие. Или для обеспечения мягкой посадки космических кораблей, а также дронов, которые доставляют посылки. Разработка может пригодиться в производстве автомобилей: бампер из оригами-материала смягчит последствия аварии и, возможно, даже спасет чью-то жизнь.

Комментарии
comments powered by HyperComments

последние новости ленты:

Технологии:

20.06.2019

ПЕНОПЛЭКС® – за спорт!

Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола – один из ключевых стройматериалов самых важных спортивных объектов последних лет, а на «Газпром Арене» даже есть уникальное выкатное поле с тремя слоями этого материала.
ПЕНОПЛЭКС
07.06.2019

Итоги конкурса АРХИGRADAS-2019

Конкурс АРХИGRADAS-2019 подошел к концу. Компания GRADAS завершила оценку работ конкурсантов, прошедших во второй этап, и с радостью представляет работы победителей.
GRADAS
30.05.2019

Декорации для Театрального дома

За реконструированными историческими корпусами комплекса апартаментов «Театральный дом» разыгрывается целый спектакль в стиле «модерн», в подготовке декораций к которому участвовала компания «ОРТОСТ-ФАСАД».
ОртОст-Фасад
29.05.2019

Клинкер как знак элегантной жизни

Жилой комплекс Intermezzo в амстердамском районе Зёйдас получил фасад из светлого клинкера Hagemeister созданной специально для этого проекта сортировки.
Inbo Architekten, Amsterdam, АО «Фирма «КИРИЛЛ»
16.05.2019

Олег Панитков: «Комфорт в загородном доме – это прежде всего безопасность и надежность»

Генеральный директор Ассоциации деревянного домостроения – о требованиях к современному загородному дому со стороны заказчика, и о тех параметрах, на которые действительно стоит обращать внимание, затевая его строительство.
другие статьи