Перейти к содержанию

Природа «подарили» людям, конструкции мостов, которые не были уничтожены во время землетрясения и ветра

Природных механизмов, созданных природой в ходе миллионов лет эволюции, которые позволяют живым существам выдерживать сильные механические воздействия, могут быть представлены в виде структур, таких как мосты, которые, без ущерба выдерживают силы и давления, возникающих во время ураганов, землетрясений и других стихийных бедствий. И первая разработка такого «неразрушимого» мост » был представлен группой исследователей под руководством профессора Ванда Льюис (Ванда Lewis) из университета Уорика (University of Warwick).

Профессор Льюис провел почти четверть века, изучая различные формы введены природы, такие как листья деревьев, раковин некоторых видов моллюсков, др. Было установлено, что все эти формы являются предметом обзор некоторых математических функций, и полученные в результате этого, их свойства позволяют им выдерживать силы тяжести и другие, действующие на них силы.

На основе собранных данных, исследователи создали алгоритм, который выполняет математическое моделирование оптимальной структуры, мостов и других сооружений. Элементы этих конструкций из-за присутствия в их способности распространять и передавать нагрузки, сжатие и механическое напряжение, не могут разрушиться от их вложения изгиб и сжатие от усилия. Установки, в которых используются такие «биовдохновленные» элементы, гораздо дольше и требуют меньше ремонта, что эти сооружения, построенные традиционным путем.

«В частности, сооружений, конструкций, выглядят очень эстетично. Эстетика является важным элементом любой структуры и характера, мы создали, что мы воспринимаем как эстетические любой сферической или полукруглые формы», — рассказывает Ванда Льюис, — «, И инженеры очень часто используют формы, несмотря на то, что, в некоторых случаях, они не являются эффективными в качестве строительных элементов».

Следует отметить, что проблема оптимального проектирования мост и триумфальная арка, уходит корнями в далекую историю. В семнадцатом столетии, Роберт Хук (Robert Hooke) показал, что идеал пролет моста является цепная подвеска, дизайн, изгиб, который описывает функции параболического. Также арки в форме перевернутой параболы. Такие формы, в которых практически нет слабых мест, позволяют конструкциям выдерживать достаточно сильный, и различных внешних воздействий.

Вышеупомянутые тезисы были проверены группой Ванда Льюис двумя способами, математически и экспериментально. Для экспериментов они использовали кусочки каналы и ткани, что давало возможность взять «низкоэнергетическую» потенциал формы под действием сил тяжести и прикладных сил. Форма этих объектов была оцифрована и переведена на язык математических формул. И самым интересным является тот факт, что эта форма в точности совпало с математических расчетов базовых моделей, которые стали механизмы естественного происхождения.