Пластиковые кубики-фракталы, содержащие множество внутренних полостей разного масштаба, рассеивают ударную энергию в разы эффективнее, чем такие же цельные мишени.
Реакция материала на удар во многом определяется его микроструктурой. Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) показали, что фрактальные структуры способны поглощать и рассеивать ударную энергию особенно эффективно. В будущем они могут стать основой нового поколения легкой брони, шлемов и другого защитного снаряжения.
При создании противоударных материалов часто используют способности внутренних полостей рассеивать энергию; пористые и ячеистые структуры применяют наравне со слоистыми. Авторы новой работы нашли способ реализовать такой подход сразу на нескольких уровнях: структуры, распечатанные ими с помощью 3D-принтера, имели форму фрактального куба, повторяясь на все уменьшающемся масштабе.
Статья Даны Даттельбаум (Dana Dattelbaum) и ее коллег из LANL готовится к публикации в журнале AIP Advances; коротко об их работе рассказывается в Los Alamos Reporter. Во время лабораторных тестов такие структуры испытывали воздействие снаряда, летевшего на скорости более 1000 км/ч, показав, что они способны рассеивать энергию удара впятеро лучше аналогичных кубов, но без полостей. Кроме того, чем более микроскопического уровня достигали фрактальные структуры материала, тем эффективнее он себя демонстрировал.
«Цель такой работы — в том, чтобы контролировать волновые процессы, создаваемые ударной волной», — говорит Даттельбаум.
Поэтому теперь авторы планируют провести более точные расчеты оптимальной геометрии «фрактальной брони», а также найти методы, позволяющие распечатывать их с нужной аккуратностью.
>>7962710 (OP) >рассеивают ударную энергию >в разы эффективнее >чем такие же цельные мишени С подключением, броня уже давно нигде не цельная. Везде всякие хитровыебанные сочетания и слоеные пироги, не говоря уж о баллистических тканях.
>>7962843 >С подключением, броня уже давно нигде не цельная. Везде всякие хитровыебанные сочетания и слоеные пироги, не говоря уж о баллистических тканях. Ты новость то читал ?
>>7962918 >Лет 20 назад тоже был дефицит идей и в каждую щель пихали оригами. Оригами для подушек безопасности, для спутников Источник ? Я что то не помню такого
>>7962710 (OP) Ожидаемый эффект. Но пеноматериалы прикольнее. С замкнутыми порами, офкоз Технологичнее в 100500 раз, а результат примерно тот же.
Удивительно, почему их не используют направо и налево. Тот же лексан прямо напрашивается на пеновариант, сотовый поликарбонат и рядом не стоял по прочности к массе.
>кубики-фракталы, содержащие множество внутренних полостей разного масштаба, рассеивают ударную энергию в разы эффективнее, чем такие же цельные Еще чуть-чуть и додумаются использовать просто пену, как во многих удар-поглощающих элементах уже десятки лет. Вместо сложных кубиков с кучей дыр.
>>7962934 Тоже этим занимаешься? Вот только в солиде это не промоделируешь нормально, комп встанет. Приходится масштабировать эмпирические данные, с возможной погрешностью. Обычный пузырек в материале - это сила. Но лучше чередовать с аморфной фольгой. Гетерогенность рулит.
>>7962951 В солиде только корпуса и балочки. Вместо пены рисую безполостной материал такой же плотности. Потом ломаю и бью образец в реале ну это по-хорошему, даже лучше несколько, но дорого же, поэтому это может произойти чисто на словах отчета - вношу поправочный коэффициент из эмпирики, да, без нее никуда, с некоторым запасом.
>>7962930 >Еще чуть-чуть и додумаются использовать просто пену, как во многих удар-поглощающих элементах уже десятки лет. Вместо сложных кубиков с кучей дыр. Тут люди серьёзные деньги пилят, а ты контору палишь.
Реакция материала на удар во многом определяется его микроструктурой. Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) показали, что фрактальные структуры способны поглощать и рассеивать ударную энергию особенно эффективно. В будущем они могут стать основой нового поколения легкой брони, шлемов и другого защитного снаряжения.
При создании противоударных материалов часто используют способности внутренних полостей рассеивать энергию; пористые и ячеистые структуры применяют наравне со слоистыми. Авторы новой работы нашли способ реализовать такой подход сразу на нескольких уровнях: структуры, распечатанные ими с помощью 3D-принтера, имели форму фрактального куба, повторяясь на все уменьшающемся масштабе.
Статья Даны Даттельбаум (Dana Dattelbaum) и ее коллег из LANL готовится к публикации в журнале AIP Advances; коротко об их работе рассказывается в Los Alamos Reporter. Во время лабораторных тестов такие структуры испытывали воздействие снаряда, летевшего на скорости более 1000 км/ч, показав, что они способны рассеивать энергию удара впятеро лучше аналогичных кубов, но без полостей. Кроме того, чем более микроскопического уровня достигали фрактальные структуры материала, тем эффективнее он себя демонстрировал.
«Цель такой работы — в том, чтобы контролировать волновые процессы, создаваемые ударной волной», — говорит Даттельбаум.
Поэтому теперь авторы планируют провести более точные расчеты оптимальной геометрии «фрактальной брони», а также найти методы, позволяющие распечатывать их с нужной аккуратностью.
https://www.nanonewsnet.ru/news/2020/fraktaly-pomogut-sozdat-bolee-nadezhnuyu-legkuyu-bronyu