Последние публикации

Оптимизация форм

В природе прослеживаются и другие способы борьбы с потерей устойчивости. К ним можно, отнести подкрепление пластинчатых и стержневых элементов продольными и поперечными ребрами (панцири черепах) или рядом перегородок, расположенных по длине стебля (травы, бамбук). Одним из способов борьбы с потерей устойчивости является увеличение изгибной жесткости пластин и стержней за счет образования гофров по их длине или использования элементов, которые, пересекаясь между собой в процессе роста, образуют в плане спиралеобразные конструктивные системы (соцветие подсолнуха, раковины аммонитов и др.). В живой природе для обеспечения устойчивости элементов конструкций также широко используется гетерогенность.

Так, черепа и панцири различных позвоночных имеют слоистое строение, в частности трехслойное, между наружным и внутренним компактными слоями располагается слой губчатой костной ткани. Слоистое строение позволяет создать систему из отдельных слоев, надежность которых существенно ниже надежности системы в целом: Слоистая структура придает материалу вязкость, в силу чего увеличивается его прочность.

Это, в свою очередь, повышает устойчивость панциря, черепа или раковины. Гетерогенное строение элементов биологических конструкций не только тормозит развитие образовавшихся на поверхности трещин, но и гасит колебания, вызываемые динамическими воздействиями, являясь своего рода демпфером.

В современной технике многослойные конструкции находят все большее применение, и, как отмечается в работе В. В. Болотина, Ю. Н. Новичкова, этому способствовало появление и развитие новых композиционных материалов.

Принцип гетерогенного строения широко используется в настоящее время в строительной практике при изготовлении трехслойных стеновых панелей. Оптимизация форм и структур биологических конструктивных систем возможна только в тех случаях, когда при неизменных условиях окружающей среды развитие их совершается достаточно медленно, иначе оптимизация невозможна.

Последние публикации

Комментарии запрещены.