理论教育 结构仿生设计:从大自然中获得灵感

结构仿生设计:从大自然中获得灵感

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:人们不仅从外形、功能方面去模仿生物,而且从生物独特的结构中得到了不少启发。在结构仿生设计中不仅要模仿大自然外部结构,而且要学习和借鉴它们自身内部的组织方式与运行模式。大自然的内外结构均为人类提供了设计典范。寻找大自然仿生对象的结构,蜂窝是一个很好的例子。图3-24蜂窝结构图3-25蜂窝状的轻质结构汽车材质图3-26尼龙搭扣图3-27苍耳

结构仿生设计:从大自然中获得灵感

人们不仅从外形、功能方面去模仿生物,而且从生物独特的结构中得到了不少启发。在结构仿生设计中不仅要模仿大自然外部结构,而且要学习和借鉴它们自身内部的组织方式与运行模式。大自然的内外结构均为人类提供了设计典范。

寻找大自然仿生对象的结构,蜂窝是一个很好的例子。蜂窝由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由三个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角和锐角完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不已(图3-24)。人们仿其构造用各种材料制成蜂窝式夹层结构板,强度大、质量小、不易传导声音和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。图3-25 就是蜂窝状的轻质结构汽车材质。

结构仿生的另一个例子是尼龙搭扣。尼龙搭扣两边都是尼龙做的,其结构一边是一排排的小勾,另一边是密密麻麻的小线圈,两边贴在一起的时候,小勾就勾住小线圈,使其贴在一起,所以取名为尼龙搭扣(图3-26)。尼龙搭扣是一位瑞士发明家发明的。这位发明家带着狗去树林散步回来,忽然发现狗的身上和他的裤子上都粘满了苍耳(图3-27),要清除掉这些苍耳还得费一番功夫,他用放大镜一看,才发现苍耳身上带有一些小刺,这些小刺粘在有毛的裤子上,就会牢牢地勾住,任你怎么甩都甩不掉,除非用手拔掉。因此,他利用苍耳的结构原理,发明了尼龙搭扣。

图3-24 蜂窝结构

(www.daowen.com)

图3-25 蜂窝状的轻质结构汽车材质

图3-26 尼龙搭扣

图3-27 苍耳

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