Исследователи из инженерной школы им.Кокреля, относящейся к Техасскому университету, придумали ячеистую структуру, которая поглощает удары, а после воздействия полностью восстанавливается. Структуру назвали сотами с отрицательной упругостью.
Обычные ячеистые структуры повсеместно используются в областях, связанных с защитой от ударов. Перемычки ячеек поглощают энергию удара, а наличие пустот обеспечивает небольшой вес. Единственный недостаток такой структуры – одноразовость. Поглотить энергию сотам удаётся лишь один раз.
Хитрая система волнистых перемычек в новой ячеистой структуре обеспечивает её сжимаемость, а также – полное восстановление после исчезновения действующей силы. Такую структуру возможно будет применять в широком спектре устройств, от защитных шлемов до бамперов автомобилей.
Размеры ячеек влияют на мощность удара, которую конструкция способна поглотить. 9-сантиметровый лабораторный образец полностью поглощает удар от бейсбольного мяча, летящего со скоростью 160 км/ч. Образец выполнен из нейлона, хотя для этого подходит множество материалов.
«Носите ли вы униформу солдата, занимаетесь ли спортом или едете на работу на велосипеде, вы в любой момент можете столкнуться с чем-либо или получить какой-либо удар,- говорит профессор Каролин Коннер Сиперсед. – Мы уверены, что эта технология, будучи встроенной в бампера и шлемы, может уменьшить или полностью предотвратить травмы, которые получают люди».
В ближайшее время лаборатория начнёт тестировать поглощение энергии пуль.
Комментарии (36)
andyudol
19.06.2015 08:56-10Как прославленные американские учёные умеют запутывать простые вещи! Если эта штука после снятия нагрузки полностью восстанавливает форму, то чем это поведение отличается от поведения обычной пружины?
Ubuntovod
19.06.2015 09:05+5Чем сильнее сжимается пружина, тем сильнее давление в обе стороны.
У данного механизма давление при сжатии не увеличивается.
AlexanderG
19.06.2015 09:18+6Тогда у него не отрицательный коэффициент упругости, а нулевой.
paratrooper5730
22.06.2015 10:50+1у него кривая упругости, которая на определенном значении выполаживается. Модель с коэффициентом, хоть положительным, хоть отрицательным, тут не подходит, так как предполагает линейную зависимость.
andyudol
19.06.2015 20:45У данного механизма давление при сжатии не увеличивается.
Да? И в каком же месте этой статьи содержится эта информация?
iasonov
19.06.2015 10:09+1Если положить в основу структуры треугольники, то она будет устойчивее, чем структуры на базе других многоугольников. К.О.
alan008
19.06.2015 10:40+1На картинке написано «Allowing for multiple compressions», т.е. как раз таки допускает многоразовое использование.
Zzzuhell
19.06.2015 11:03+5Я такие же структуры создавал, когда играл в World of goo :)
Картинка
Simmetry
19.06.2015 12:56-4Можно даже поудивляться, только такие «соты» определяют пространственную организацию наших костей, связок, сухожилий, мышц и тд. Правда организация их в живом организме имеет нецелочисленную пространственную размерность более пяти и поэтому может восстанавливаться. Вот где можно найти прототипы ( то есть они уже, конечно, нашлись ). Используя другие материалы и природную геометрию можно избежать изобретения велосипеда ))
Odessamarin
19.06.2015 13:45+3proof плиз. Где это у нас такие «соты»? Наши кости как раз таки, ломаются ( т.к. похожи по структуре на устаревший материал в виде сот.
Simmetry
19.06.2015 13:57-4Это я вас, кажется, сегодня видел в велосипедной мастерской. Ещё раз, внимательно, пытаясь понять смысл КАЖДОГО написанного слова и ВСЕХ знаков препинания, читаем вышенаписанный комментарий.
wormball
19.06.2015 14:32+2Вам надо свою религию основать. В любой уважающей себя религии на все вопросы отвечают именно так.
wormball
19.06.2015 14:15+6А ничего, что в трёхмерном пространстве размерность не может превосходить трёх?
wormball
19.06.2015 16:50+3Господа минусующие, я с нетерпением жду от вас примера множества размерностью более трёх в трёхмерном евклидовом пространстве. Перечитать предыдущий камент не предлагать — его автор при всём уважении не является для меня непререкаемым авторитетом.
phprus
20.06.2015 12:22+1Ну, например, чтобы описать положение самолета в пространстве нужно 6 пространственных координат + время (широта, долгота, высота центра масс самолета и три угла ориентации, так как самолет не материальная точка).
А что касается дробной размерности, посмотрите на фракталы.
P.S. Это ответ исключительно на вопрос «жду от вас примера множества размерностью более трёх в трёхмерном евклидовом пространстве.». Изначальный комментарий ветки я не читал.
iva2000
19.06.2015 21:19+3Отрицательная упругость — это когда нажмешь на что-то пальцем, а это что-то твой палец в себя всосет. На видео, как уже выше писали, нулевая упругость.
Sava
1) Сколько столетий рессорной подвеске?
2) Я на скорости 100 км/ч лечу в мотоциклетном шлеме головой в стену, какое мне дело до того, что этот шлем потом при желании сможет носить следующий такой же идиот? (Вариант старого: поп намедни пьяный с колокольни свалился, сам в лепёшку, а калоши как новые)
3) Мне привезли новый сервер в такой упаковке, содрав за неё в несколько раз дороже. Его везли, как дрова, или я его буду ежедневно возить по вечерам домой с работы?
***) Я профессиональный киллер и ношу в такой упаковке свою любимую снайперскую винтовку. Отныне я смогу бросить сейф с ней под колесо, если забуксую в грязи?
Nikiit
1&2: От 100 км/ч не спасёт шлём с «рессорной подвеской» :)
3: если сломается, по гарантии сможешь отправить обратно с упаковкой :)
А если серьезно, то ваши комментарии не в тему, например, такая технология позволит бойцу быть уверенным, что получивший пулю бронежилет «выдержит» повторное попадание.
Lertmind
Это были риторические вопросы…
Sava
Первая попавшая пуля разобьёт или сместит бронепластину, от чего и как меня будет спасать эта технология при повторном попадании?
А «рессорная подвеска» — посмотрите на рисунок, разве это не классическая рессора?
Nikiit
Apazhe ниже ответил п.4
3ton
Позвольте не согласиться.
Это совсем иной принцип нежели у рессор.
Пусть Вас не смущают изогнутые формы напоминающие рессоры, суть не в них, вся фишка в прямых пластинах расположенных горизонтально.
Именно они растягиваясь при поглощении общей структурой нагрузки, и сжимаясь возвращая структуру в исходное положение и является тем новшеством которое поможет использовать ее для более эффективного поглощения удара многоразово. А это согласитесь далеко не принцип рессор.
AxisPod
Вы когда-нить были в бронежелете и вам прилета пуля? Это в фильмах продолжают бегать, в реальности что-то такого особо не происходит.
Nikiit
я не писал что нужно бегать…
Apazhe
Смотря что прилетело и смотря какого класса бронежилет. Даже на первый-второй класс можно без особых последствий принять гранатный осколок или срикошетившую пулю.
У современных броников с запреградным действием всё стало гораздо лучше, чем десять лет назад.
vlreshet
Если пуля была уже на излёте, а не с 20 метров выпущена — то вполне могут и побежать после.
kamaikin
Был когда прилетало. Из ублюдка, по броннику пятого класса защиты в нагрудную пластину. Споткнулся, но устоял на ногах и побежал дальше. В бою оно… если хочешь жить, то побежишь!
Синяк потом был знатный. но ребра все целы.
Apazhe
1. Рессора (за счёт трения между ламелями) поглощает очень небольшую часть энергии толчка. Главным образом она размазывает импульс по времени, делает его плавнее.
2. Главная задача защитного шлема примерно такая же — размазать импульс по времени и распределить его энергию по площади. Чтобы твой полупустой череп контатировал с препятствием не пятью квадратными сантиметрами, а сотней. С бронежилетом, к слову, всё обстоит точно так же.
4. Вероятность повторного попадания в то же самое место бронежилета весьма низка.
niosus
поправьте меня если неправ. Мне кажется, что защитный шлем (велосипедный, мотоциклетный), кроме «размазывания» удара еще разлетается на куски, чтобы принять на себя некую долю энергии.
AllexIn
Ни разу не слышал о разлетевшихся мотоциклетных шлемах.
AllexIn
Минусующие, давайте пример шлема созданного для гашение удара через разрушение скорлупы шлема.
Stepanow
Разлететься может дешёвая китайская подделка. Хорошие шлемы из композитных материалов на основе стекловолокна или даже карбона разлетятся только если по ним выстрелить из ружья. И то не разлетятся а будет дырка. При падениях многократные удары головой очень вероятны и если шлем разлетится при первом, он свою задачу не выполнит. Жёсткая скорлупа шлема нужна не для того, чтобы разлетаясь расходовать энергию удара, а для того чтобы точечный удар не проколол мягкую внутреннюю подложку вместе с черепом, а чтобы распределить его по этой подложке по максимальной площади, дав ей шанс отработать
gleb_kudr
Велосипедный и мотоциклетный шлемы работают по-разному, т.к. созданы для разных скоростей и характеров столкновения с препятствием.
Велосипедный — защищает от одного прямого удара об острые и выступающие детали «рельефа». Он сделан из пенопласта, раскалывается, и это штатная деформация. Этот же механизм у альпинистских шлемов, которые защищают голову от мелких, но очень быстрых камней.
Мотоциклетный же шлем защищает от множественных ударов, скользящих повреждений, повреждений шеи. И он не должен раскалываться, т.к. тут важна множественность, мотоциклист после аварии и до остановки прикладывается головой не один раз. При этом деформируемый шлем, разумеется, гасит энергию эффективнее. Но только однократно.
Eklykti
Разлетаются на куски китайские муляжи мотошлемов, которые идиоты напяливают чтоб гайцы не штрафовали. А нормальный шлем должен сохранять целостность внешней оболочки, чтобы, когда ты летишь башкой в бордюр (или под колесо «Кировца»), твоя башка не разлетелась нахрен вслед за шлемом.
А удар поглощает внутренняя структура.