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结构轻量化技术-鸡蛋的轻量高强度结构

  • 2020.03.27 20:57:16
  • 米思米
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   蛋的形状作为未来机动车的形状概念曾多次被利用到。estima(丰田)的第一代样式采用的便是名为“天才蛋”的带蛋形圆弧车身形状。以下对这种蛋形及其结构进行说明。(参考文献:尾田十八著:形状和强度的秘密、ohmsha

 (1) 蛋的形状/结构/特点及其机理

   1) 形状/结构

   ・鸡蛋的形状为长径=5862mm、短径=4547mm的椭圆体(参照【图1】)。
   ・蛋壳的厚度为0.36mm左右的蛋壳和0.08mm左右的蛋壳膜,合计厚度=0.44mm左右,只有相当于短径大约1/100的厚度(参照【图1】)。

结构轻量化技术-鸡蛋的轻量高强度结构 

   2) 蛋的度特点

   ・蛋为避免受到外敌侵害而具有较强的强度。相反,具有蛋内的雏鸟用较弱的力就能破壳这样的特点。

   3) 蛋的强度特点的机理

   ・对于蛋的椭圆体的破坏强度,实验结果表明,外压需35个大气压力。
   ・如【图1】所示,蛋壳为3层结构。外层是一个名为角质层的
较硬、但较脆的纵长形结构体的集合体。将其用两枚薄膜从内侧覆盖住,由此成为多层结构。
   ・这种蛋的多层结构体为与机动车的
挡风玻璃相同的多层结构体。夹持粘合层后,就变得难以破裂了。
   ・而且,角质层单体的形状有一个特点。特点是,由于角质层的外侧光滑,因此,外侧的集合体也光滑,成为了无缺陷的高强度外壁。但内侧为凹凸的内壁面,因此,具有用雏鸟的
喙来啄就会破裂这一脆弱度。

 (2) 蛋的形状特点汇总

   现参考上次的最优化形状设计的研究问题汇总,整理蛋的事例,汇总出了以下内容。

结构轻量化技术-鸡蛋的轻量高强度结构 

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