Thesis

بررسی عددی چگونگی گسترش ترک در بال های حشرات

Abstract

بال حشرات بسیار سبک وزن و در عین حال دارای استحکام مکانیکی بالاست. بال حشره باید بتواند در برابر ایجاد و گسترش ترک، که بسیار برای بال به عنوان سازه ترد مضر است، مقاومت مطلوب را داشته باشد. سوال اینجاست که چطور بال از ایجاد و گسترش ترک در برابر نیروهای اعمالی محیطی جلوگیری می¬کند. در این رساله تلاش بر آن است که با رفتار بال در برابر ترک بیشتر آشنا شد. عکس¬های میکروسکپی گرفته شده نشان می¬دهد که لبه بالایی بال در یک نقطه به نام نادس ناپیوستگی دارد که سبب متمرکز شدن تنش در آن نقطه شده و احتمال ایجاد ترک در آن نقطه را افزایش می¬دهد. همچنین عکس¬ها نشانگر آن است که رگه از سه لایه عمده تشکیل شده¬است، که دو لایه کناری از جنس کیتین و لایه میانی از جنس پروتئین است. این پروژه برای اولین بار تلاش می¬کند که ایجاد و گسترش ترک در بال و رگه حشرات را به روش عددی شبیه سازی کند. در این رساله از روش پردازش عکس استفاده شده¬است تا بتوان از بال ملخ یک مدل المان محدود ایجاد کرد. مدل¬های بال و رگه به کمک نرم افزار المان محدود آباکس تحت تست کشش قرار می¬گیرند. برای تعریف رفتار ترک از قانون کشش- جدایش خطی استفاده شده¬است. نتایج به دست آمده، که تطبیق خوبی با نتایج تجربی به دست آمده دارند، نشان می¬دهد که رگه¬ها در بال ملخ به عنوان یک سدی در برابر رشد ترک در بال عمل می¬کند و بیشترین تاثیر را در میزان سختی کل بال دارد. در نتایج همچنین توزیع تنش اصلی اول در بال و رگه نمایش داده شده است که می توان از آن به عنوان یک معیار برای تشخیص نواحی بحرانی استفاده کرد. یافته¬های به دست آمده نشان می¬دهد که طول بحرانی ترک در بال به مقدار 605 میکرو متر می¬باشد که با نتایج تجربی به دست آمده تطابق مناسبی دارد.

Supervisors and advisors

هاشم بابایی، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری خلخالی

Similar items

  • بررسی تجربی و عددی گسترش ترک در رگه های بال سنجاقک

    Article2016مهندسی مکانیک امیرکبیرحامد رجبی، علی شفیعی، ابوالفضل درویزه، هاشم بابایی

    بال‌های حشرات ساختارهای حیاتی پیچیده‌ای هستند که دارای رفتار مکانیکی جالب توجهی می‌باشند. بال‌ها اساسا از رگه‌ها و پوسته‌ها تشکیل یافته‌اند. پوسته‌های تشکیل دهنده بال از لحاظ مکانیکی از چقرمگی بالایی برخوردار نیستند. اما به طور کلی مجموعه ساختار بال از مقاومت بسیار بالایی در براب

  • شبیه سازی عددی و بررسی عملکرد آیرودینامیکی پره های الهام گرفته شده از بال حشرات

    Article2024مکانیک سازه ها و شاره هایلدا ذاکری نظر، مهران مصدری، رسول عسکری

    یکی از روش‌های قابل استفاده در بهبود عملکرد آیرودینامیکی پره‌های پرنده‌های بدون سرنشین کوچک، الهام از بال گونه‌های متفاوت از جانوران مانند پرندگان و حشرات است. پژوهش حاضر به بررسی عملکرد آیرودینامیکی پره‌های الهام گرفته شده از بال حشرات می‌‌پردازد و تاثیرات شکل پره‌‌ها بر نیروی پ

  • مطالعه تاثیر نرخ بارگذاری بر نحوه گسترش ترک در نمونه‌های سنگی ترک‌دار به روش عددی

    Article2019مهندسی معدنحمیدرضا نجاتی، امین خدایار

    شرایط بارگذاری علاوه بر اینکه روی مقاومت و ویژگی‌های مکانیکی نمونه‌های سنگی تأثیرگذار است، فرآیند ایجاد و گسترش ترک در نمونه‌ها را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این تحقیق فرآیند رشد و انتشار ترک در نمونه‌های گرانیتی حاوی 1، 3، 6، 9 و 36 ترک، تحت نرخ‌های بارگذاری مختلف و با استفاد

  • ارایه یک مدل رفتاری ریزمکانیکی کرنش غیرالاستیک-خرابی براساس سازوکار ترک بال و ترک ثانویه تحت بارگذاری دینامیکی

    Article2021مهندسی عمران و محیط زیست امیرکبیرمحمد حسین احمدی، حامد ملاداودی

    در اغلب مواد سنگی تغییرشکل‌های ناشی از جابه‌جایی در سطوح ریزترک اولیه و انتشار خرابی به دلیل جوانه‌زنی و رشد ترک بال و ترک ثانویه به‌گونه توأمان رخ می‌دهد. وقتی مواد سنگی تحت بارگذاری دینامیکی قرار می‌گیرند، اندرکنش بین ریزترک‌ها نقش مهمی در رفتار مواد ایفا می‌کند. در این تحقیق ر

  • بررسی آزمایشگاهی و عددی اثر دانه بندی محیط های ناهمگن بر گسترش ترک

    Article2015مهندسی عمران مدرسمنصور صبری، عبدالهادی قزوینیان، حمیدرضا نجاتی

    در این مطالعه اثر ناهمگنی ناشی از اندازه دانه¬ها به عنوان یکی از عوامل مهم در چقرمگی نمونه¬ها و تاثیر گذار در مسیر گسترش ترک برسی شده است. برای انجام این کار، شش نوع نمونه با دانبندی¬های متفاوت اما ترکیب یکسان ساخته شده و تحت آزمایش تعیین چقرمگی به همراه تست انتشار آوایی قرار گرف

  • بررسی آزمایشگاهی و عددی اثر دانه‌بندی محیط‌های ناهمگن بر گسترش ترک

    Article2015مهندسی عمران مدرسمنصور صبری، عبدالهادی قزوینیان، حمیدرضا نجاتی

    در این مطالعه اثر ناهمگنی ناشی از اندازه دانه‌ها به عنوان یکی از عوامل مهم در چقرمگی نمونه‌ها و تاثیر گذار در مسیر گسترش ترک برسی شده است. برای انجام این کار، شش نوع نمونه با دانبندی‌های متفاوت اما ترکیب یکسان ساخته شده و تحت آزمایش تعیین چقرمگی به همراه تست انتشار آوایی قرار گرف