חיקוי ביולוגי לצרכים הנדסיים (ביומימיקרי) מתוך חקירה ביו-מכאנית של עצמות הדיונון

משה פלדמן עוז גולן
הנדסה מכאנית, אפקה- המכללה האקדמית להנדסה בתל-אביב

יישומים תעופתיים ויישומי שתלים-רפואיים דורשים חומרים קלי-משקל בעלי תכונות מכאניות מצוינות. המעבר לחומרים מרוכבים ולמבנים מרוכבים בא לתת פתרונות מכאניים של חוזק למשקל וצפיפות למשקל. השראה ביולוגית למבנה מרוכב שכזה ניתן לדלות מהמבנה המרתק של עצמות הדיונון. הדיונון חי במעמקי האוקיאנוסים ועצמותיו צריכות לעמוד בעומסי כפיפה ובלחצים גבוהים על-מנת לאזן את הכוחות ההידרוסטאטיים שיוצרים המים. למעשה, המבנה המכאני של השלד הוא זה שמגביל את בית הגידול של הדיונון לעומק מסוים והוא אחד הפרמטרים הסיסטמתיים המבדילים בין מין אחד למשנהו. בחינה מיקרוסקופית של שלד הדיונון הראתה מבנה דמוי-חלת-דבש השונה מהמבנה הסטנדרטי המוכר כיום. המבנה בנוי שכבות-שכבות שביניהן קירות מפותלות בדידות במבנה בלתי-רגולרי. סימולציות מכאניות באמצעות תוכנת אלמנטים סופיים מראה את היתרון המכאני במבנה שכזה המגדיל את מומנט האינרציה של השטח בין השכבות ומונע קריסה תחת לחץ. בדיקות מכאניות שבוצעו לעצמות הללו, בתנאי העמסה שונים, מציגות את היתרון היחסי לעומת מבנה חלת-דבש המשמש כיום ליישומים תעופתיים.









Powered by Eventact EMS