تجزیه و تحلیل ضربه منتقل شده به سر دارکوب به وسیله روش المان محدود

آسیب ناشی از ضربه به جمجمه یکی از متداول ترین و خطرناک ترین صدمات در جوامع می باشد. از اینرو یافتن راهی برای جلوگیری از این مسئله حائز اهمیت بسیاری است . دارکوب یکی از جاندارانیست که مکانیزم موجود در نوک و جمجمه او را قادر ساخته تا ضربات وارده به جمجمه را تا حد زیادی جذب کند. این پرنده در هر ثانیه ۲۰ تا ۲۵ مرتبه با شتاب g۱۲۰۰ به درخت ضربه میزند بدون آنکه هیچ سرگیجه و یا صدمه ای به مغزش وارد شود. جهت یافتن دلایل این پدیده می توان پارامترهای بارز در سر این پرنده را به عنوان عوامل موثر مورد بررسی قرار داد. ساختار سر این پرنده شامل نوک، لامی یا هایوید ، استخوان متخلخل ، جمجمه ، مغز، نحوه ی اتصال نوک به جمجمه و اختلاف فاصله بین نوک بالایی و پایینی می باشد. در این پژوهش برای بررسی عوامل موثر در جلوگیری از آسیب رسیدن به مغز دارکوب از مدل المان محدود برای شبیه سازی سه بعدی ضربه استفاده شده است . نخست برای ایجاد مدل هندسی دقیق از تصاویر سی تی اسکن سر یک دارکوب نر آسیایی استفاده شد. این تصاویر در نرم افزار های تجاری بازسازی و ابر نقاط قسمت های مختلف استخراج شد. سپس از این ابر نقاط نزدیک ترین مدل هندسی به مدل واقعی ساخته شد. با استفاده از نرم افزار المان محدود، مش بندی یکنواخت منطبق با مدل هندسی بدست آمده و اعمال خواص مکانیکی ، شرایط مرزی و اولیه ی مطابق با شرایط ضربه ی واقعی ، شبیه سازی فرآیند ضربه انجام و نحوه ی توزیع تنش در حین ضربه بدست آمد. مشاهده شد که تنش های ناشی از ضربه با انتشار در نوک و پیشروی به سمت مغز و همچنین توزیع در هایوید به خوبی جذب می شوند و مغز دارکوب از ضربات شدید مصون می ماند.

کلیدواژه ها:

ضربه ، ارتعاشات ، المان محدود ، ضربه گیر.