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 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.