Revealing the Mechanics of Helicoidal Composites through Additive Manufacturing and Beetle Developmental Stage Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Investigation into the microstructure of high performance natural materials has revealed common patterns that are pervasive across animal species. For example, the helicoid motif has gained significant interest in the biomaterials community, where recent studies have highlighted its role in enabling damage tolerance in a diverse set of animals. Moreover, the helicoid motif corresponds to a highly adaptable architecture where the control of the pitch rotation angle between fibrous structures produces large changes in its mechanical response. Nature, takes advantage of this special feature enabling an active response to particular biological needs occurring during an animal's ontogeny. In this work, we demonstrate this adaptive behavior in helicoidal architectures by performing a mechanistic analysis of the changes occurring in the cuticle of the figeater beetle (Cotinis mutabilis) during its life cycle. We complement our investigation of the beetle with the testing of 3D printing samples and a systematic analysis of the effect of pitch angle in the inherent mechanics of helicoidal architectures. Experimentation and analysis reveal improved isotropy and enhanced toughness at lower pitch angles, highlighting the flexibility of the helicoidal architecture. Moreover, trends in stiffness measurements were found to be well‐predicted by laminate theory, suggesting facile mechanics laws for use in biomimicry.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».