بررسي عددي گراديان ماده با استفاده از روابط سفتي متفاوت با درنظر گرفتن گراديان سفتي پوسته‌ي بال سنجاقك

بيشتر مواد طبيعي كامپوزيت‌هايي هستند كه مي‌توانند دامنه گسترده‌اي از خواص مواد مانند مدول الاستيك را نشان دهند.كيوتيكل حشرات يكي از اين مواد طبيعي است. نوع گراديان كيوتيكل در قسمت‌هاي مختلف بدن حشرات به طرز چشمگيري متفاوت است. به دليل ابعاد كوچك نمونه‌هاي كيوتيكل، انجام آزمايش‌هاي تجربي، بسيار چالش برانگيز، پر هزينه و وقت گير است. شناخت عملكرد ساختار‌هاي كيوتيكلي و خصوصيات درجه‌بندي شده‌ي آن‌ها مي‌تواند به طراحي و توسعه‌ي مواد مهندسي با خواص پيشرفته كمك كند. در اين مقاله‌ از روش اجزاي محدود براي بررسي عملكرد كيوتيكل موجود در پوسته بال سنجاقك استفاده شده‌است. نخست توزيع مواد روي پوسته‌ي بال با استفاده از تصاوير بدست‌آمده توسط ميكروسكوپ اسكن ليزري روبشي(CLSM) بررسي مي‌شود. سپس، براي ارزيابي مقادير تنش و كرنش تحت جابه‌جايي، روابط مختلف سفتي برروي يك مدل هندسي از تير يكسر گيردار، كه نمايانگر پوسته است، اعمال ميشود. مقايسه‌ي نتايج بدست‌آمده از تجزيه و تحليل روابط مختلف سفتي نشان داد رابطه‌ي سهموي درجه دو به عنوان توزيع مناسب‌تر براي سفتي، از لحاظ دارا بودن كمترين تنش و كرنش در اين ساختار، نسبت به ساير روابط سفتي معرفي مي‌گردد. اين پژوهش بستري براي تحقيقات بيشتر ميان رشته‌اي در اين زمينه است.