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    Los cubos fractales que disipan el impacto podrían forjar armaduras de alta tecnología

    Las simulaciones muestran cómo las estructuras fractales de complejidad creciente disipan la energía de las ondas de choque. Crédito:Laboratorio Nacional de Los Alamos

    Diminuto, Cubos de plástico impresos en 3D, con intrincados vacíos fractales construidos en ellos, han demostrado ser eficaces para disipar las ondas de choque, potencialmente conduciendo a nuevos tipos de armaduras ligeras y materiales estructurales eficaces contra explosiones e impactos.

    "El objetivo del trabajo es manipular las interacciones de las ondas resultantes de una onda de choque, "dijo Dana Dattelbaum, científico del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autor principal de un artículo que aparecerá en la revista Anticipos de AIP . "Los principios rectores sobre cómo hacerlo no están bien definidos, ciertamente menos en comparación con la deformación mecánica de materiales fabricados de forma aditiva. Estamos definiendo esos principios, debido a avanzado, fabricación y diseño de mesoescala ".

    Los materiales de dispersión de ondas de choque que aprovechan los vacíos se han desarrollado en el pasado, pero normalmente implicaban distribuciones aleatorias descubiertas mediante ensayo y error. Otros han utilizado capas para reverberar el impacto y liberar ondas. Controlar con precisión la ubicación de los orificios en un material permite a los investigadores diseñar, modelar y probar estructuras que funcionen según lo diseñado, de forma reproducible.

    Los investigadores probaron sus estructuras fractales disparando un impactador a aproximadamente 670 millas por hora. Los cubos estructurados disiparon los golpes cinco veces mejor que los cubos sólidos del mismo material.

    Aunque eficaz, no está claro que la estructura fractal sea el mejor diseño de disipación de impactos. Los investigadores están investigando otros patrones basados ​​en el vacío o en la interfaz en busca de estructuras ideales para disipar los choques. Los nuevos algoritmos de optimización guiarán su trabajo a estructuras fuera de las que consisten en estructuras repetidas. Las aplicaciones potenciales pueden incluir soportes estructurales y capas protectoras para vehículos, cascos u otra protección para humanos.

    La investigación se publicará en la edición de julio de 2020 de Anticipos de AIP , en el artículo "Disipación de ondas de choque por estructuras porosas dominadas por interfaces, "por D.M. Dattelbaum et al.


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