بررسی عددی گرادیان ماده با استفاده از روابط سفتی متفاوت با درنظر گرفتن گرادیان سفتی پوسته ی بال سنجاقک

بیشتر مواد طبیعی کامپوزیت هایی هستند که می توانند دامنه گسترده ای از خواص مواد مانند مدول الاستیک را نشان دهند.کیوتیکل حشرات یکی از این مواد طبیعی است. نوع گرادیان کیوتیکل در قسمت های مختلف بدن حشرات به طرز چشمگیری متفاوت است. به دلیل ابعاد کوچک نمونه های کیوتیکل، انجام آزمایش های تجربی، بسیار چالش برانگیز، پر هزینه و وقت گیر است. شناخت عملکرد ساختار های کیوتیکلی و خصوصیات درجه بندی شده ی آن ها می تواند به طراحی و توسعه ی مواد مهندسی با خواص پیشرفته کمک کند. در این مقاله از روش اجزای محدود برای بررسی عملکرد کیوتیکل موجود در پوسته بال سنجاقک استفاده شده است. نخست توزیع مواد روی پوسته ی بال با استفاده از تصاویر بدست آمده توسط میکروسکوپ اسکن لیزری روبشی(CLSM) بررسی می شود. سپس، برای ارزیابی مقادیر تنش و کرنش تحت جابه جایی، روابط مختلف سفتی برروی یک مدل هندسی از تیر یکسر گیردار، که نمایانگر پوسته است، اعمال میشود. مقایسه ی نتایج بدست آمده از تجزیه و تحلیل روابط مختلف سفتی نشان داد رابطه ی سهموی درجه دو به عنوان توزیع مناسب تر برای سفتی، از لحاظ دارا بودن کمترین تنش و کرنش در این ساختار، نسبت به سایر روابط سفتی معرفی می گردد. این پژوهش بستری برای تحقیقات بیشتر میان رشته ای در این زمینه است.

Keywords:

گرادیان ماده , روش اجزای محدود , ساختار زیستی , میکروسکوپ لیزری روبشی , بیومکانیک