טנזגריטי- מבנה או מנגנון ושימושיו

דניאל כהן עופר שי
הנדסה מכנית, אוניברסיטת תל אביב

טנזגריטי (Tensegritie) הם מבנים העשויים מכבלים וSTRUTS (תומכנים) כאשר העומס המתפתח בהם הוא צירי בלבד. השימוש הראשוני במבנים אלו היה עבור אדריכלים בשנות ה40 של המאה הקודמת כדוגמת ה Needle Tower של Snelson. טנזגריטי איננו נוצר רק בידי האדם, הטבע מכיל דוגמאות לכך, למשל, ישנם גבישים שהמבנה הפנימי שלהם כזה (SiO4). גם בעולם החי עקרונות אלו נמצאים, ברוב התאים החיים קיים Cytoskeleton שלד התא הבנוי מרכיבים הנתונים ללחיצה רכיבים שנמצאים במתיחה וסוג נוסף שמשמש כחיבור pin joint אותם הרכיבים של הטנזגריטי. השימוש במבנים אלו איננו מוגבל רק למערכות סטטיות אלא קיימים מספר בעלי חיים המשתמשים בעקרונות האלו עבור תנועה. כיום קיים פיתוח בנושא רובוטים שיכולים להיות קשיחים ורכים המבוססים על טנזגריטי. נאס"א מתכננת לשגר רובוט מחקר לירח של כוכב לכת, היתרונות שלו יהיו משקל ונפח קטנים דבר זה יוזיל את עלויות ההטסה לחלל בנוסף הרכות של המבנה תספוג את אנרגיה הנחיתה כך שלא יידרש התקן הנחתה. לא כל גיאומטריה של טנזגריטי תוכל לעמוד בעומס, תהליך מציאת הצורה היציבה ניתן לביצוע במספר דרכים חלקם אנליטיות וחלקם נומריות. הדרישה הכללית בכל השיטות היא שהמבנה יהיה בסינגולאריות שלו. כלומר, יהיה איזון כוחות בכל הצמתים תחת עומס מקדים. ישנו תנאי שקול שהמבנה יהיה בקצה מעטפת התנועה בדומה לסינגולאריות של רובוטים. תנאים אלו מבטיחים שהגאומטריה קיימת אך לא בהכרח יציבה. ניתן להגדיר תנאי יציבות בעזרת אנרגיה מינימאלית של המבנה או לחילופין הספק חיובי בכל הצמתים. במחקר זה מפותחת שיטה המבוססת על גרפי אסור (Assur Graphs ). למבנים אלו תכונה ייחודית, מוכחת מתמטית, שניתן לקבוע יציבות של כל המבנה על ידי בדיקת אלמנט אחד בלבד.









Powered by Eventact EMS