|
Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru) |
|
| 05.06.2019 | |
|
Ученые представили метаматериал, который превращает сжатие в растяжение |
|
|
Алина Измайлова |
|
|
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 .  Бумажная модель метаматериала© Kiyomi Taguchi/University of WashingtonПервоначально 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© 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© Kiyomi Taguchi/University of WashingtonВся 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© Kiyomi Taguchi/University of WashingtonУдары 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. |
|