مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تأثیر اجزای ساختاری بر رفتار بیومکانیکی بال عقب ملخ صحرایی

نویسندگان
1 استاد/دانشگاه گیلان
2 دانشجو/دانشگاه گیلان
3 دانشگاه گیلان
4 معاون گروه مکانیک-موسسه آموزش عالی احرار
چکیده
این مقاله به مطالعه تأثیر اجزای ساختاری بال عقب ملخ صحرایی بر رفتار بیومکانیکی آن می‌پردازد. نخست، بال حشره تحت بررسی میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی قرار می‌گیرد. نتایج به دست آمده از بررسی‌های میکروسکوپی جهت ارائه مدل‌‌های المان محدود از بال با در نظر گرفتن اجزای ساختاری متفاوت به کار گرفته می‌شود. مدل‌های ارائه شده تحت اثر نیروهای اینرسی و آیرودینامیکی وارد بر بال در ضمن پرواز قرار گرفته و تنش‌ها و جابه‌جایی‌های ناشی از آن‌ها ارزیابی می‌گردند. نتایج نشان داده است که حضور رگ‌های طولی، رگ‌های طولی و عرضی، چین‌و‌چروک‌ها، چین‌و‌چروک‌ها و رگ‌های طولی و در نهایت چین‌و‌چروک‌ها و رگ‌های طولی و عرضی به ترتیب باعث میانگین کاهش 4 ، 25.75، 4.34، 184.54 و 768.5 برابری تنش اصلی پدید آمده نسبت به بال فاقد اجزای ساختاری شده است. اجزای ساختاری بال ملخ همچنین نقش موثری در یکنواخت شدن شکل توزیع تنش‌ و کاهش دامنه تغییرات آن‌ در یک سیکل پرواز ایفا می‌کنند. همچنین نشان داده می‌شود که تأثیر نیروهای اینرسی و آیرودینامیکی بر تغییر شکل بال حین پرواز، از تأثیر نیروهای الاستیک کمتر می‌باشد. نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند در ساخت سازه‌های سبک با مقاومت بالا به کار گرفته شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of the effects of constructional elements on the biomechanical behavior of desert locust hind wing

نویسندگان English

Abolfazl Darvizeh 1
Neda Shafiee 2
Mansour Darvizeh 1
Hamid Reza Habibollahi 3
Hamed Rajabi 4
4 Acting Head of the Department of Mechanical Engineering
چکیده English

This paper investigates the effects of constructional elements on the biomechanical behavior of desert locust hind wing. First, the microstructure of the insect wing is investigated using scanning electron microscope. The results of the scanning electron microscopy are used to develop finite element models of the wing with different constructional elements. The presented models are studied under the inertial and aerodynamic loads applied during flight and the obtained stresses and displacements are assessed. The results show that longitudinal veins, longitudinal and cross veins, corrugations, corrugations and longitudinal veins and finally a combination of corrugations and longitudinal and cross veins cause averagely 4, 25.75, 4.34, 184.54, 768.5 times decrease of the achieved principal stresses in comparison with a wing without the mentioned constructional elements. Constructional elements of the locust wing play an important role to uniform the pattern of stress distribution in the wing during flight. Further, the existence of the mentioned constructional elements causes a decrease in the variation of the stress within a stroke-cycle. In addition, it is shown that the inertia and aerodynamic forces have less effect on the wing deformation than the elastic ones. The results of this research may be helpful in the development of lightweight structures with high strength.

کلیدواژه‌ها English

finite element method
Microstructure
stress distribution
desert locust
constructional element