بررسی ساختار میکروسکوپی و رفتار مکانیکی پوسته خرخاکی با استفاده از مشاهدات تجربی و شبیه سازی عددی

در این مقاله ساختار میکروسکوپی پوسته خرخاکی با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته و پاسخ دینامیکی پوسته این جانور، تحت ضربه یک پرتابه مخروطی به روش اجزای محدود مطالعه شده است. شکل خاص پوسته جانور که یک کامپوزیت می باشد، باعث شده که علیرغم ضخامت ناچیز، در برابر بارهای خارجی، مقاومت مطلوبی از خود نشان دهد. همچنین جانور قادر است در صورت احساس خطر خود را جمع کرده و بدن خود را به شکل یک کره درآورد. بنابراین به منظور بررسی اثرات احتمالی این قابلیت تغییر شکل در بدن حشره بارگذاری بر روی پوسته در هر دو وضعیت صاف و کروی، با زوایای برخورد مختلف و سرعت های متفاوت انجام شد. با مقایسه بین دو وضعیت صاف و کروی این نتیجه حاصل گردید که میزان تمرکز تنش ایجاد شده در پوسته در حالتی که جانور خود را به شکل کره جمع می کند، کمتر از حالت نرمال است که این امر بیانگر تاثیر مثبت مکانیزم حفاظتی جانور می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در راستای طراحی و ساخت ساختارهای نوین مهندسی داری نسبت استحکام به وزن بالا مورد استفاده قرار گیرد.