Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1393
7
1
gregorian
2014
10
1
14
7
online
1
fulltext
fa
بررسی ساختار میکروسکوپی و رفتار مکانیکی پوسته خرخاکی با استفاده از مشاهدات تجربی و شبیه سازی عددی
Investigation of microstructure and mechanical behavior of Woodlouse shells using experimental methods and numerical simulation
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 تاًثیر 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.
In this paper, a scanning electron microscope (SEM) is used for microstructural investigations of a woodlouse shell. Finite element (FE) method is employed to study the dynamic behavior of the shell subjected to the impact of a cone-shaped projectile. Despite of small thickness, the shell, as a composite material, enables the insect to bear large external forces. The woodlouse is also able to roll up into a complete sphere to protect itself from danger. In order to study this defense mechanism, the external loads are applied to the shell in different configurations: when the shell is in (1) normal and (2) rolled-up forms. The simulations are performed at different velocities and at different impact angles. Comparisons of the results obtained from different simulations indicate that the defense mechanism of the woodlouse has an important role in decreasing the stress concentrations. Indeed, it is a defense mechanism which effectively increases the load-bearing capacity of the insect shell. The results of the present research may be useful in the design and manufacture of modern engineering structures with a high strength to weight ratio.
روش اجزای محدود,پوسته خرخاکی,ساختار میکروسکوپی,خواص مکانیکی,توزیع تنش
finite element method,Woodlouse shell,Microscopic structure,Mechanical Properties,stress distribution
183
190
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3185&slc_lang=fa&sid=15
Abolfazl
Darvizeh
ابوالفضل
درویزه
100319475328460052824
100319475328460052824
No
عضو هیئت علمی/دانشگاه گیلان
Sara
Anami Rad
سارا
انامی راد
100319475328460052825
100319475328460052825
No
دانشگاه گیلان
Mansoor
Darvizeh
منصور
درویزه
100319475328460052826
100319475328460052826
No
دانشگاه گیلان
Reza
Ansari
رضا
انصاری
100319475328460052827
100319475328460052827
No
دانشگاه گیلان
Hamed
Rajabi
حامد
رجبی
100319475328460052798
100319475328460052798
Yes
معاون گروه مکانیک-موسسه آموزش عالی احرار