تأثيرات شكل وسادة كف الكلب على السلوك الميكانيكي غير الخطي وأداء الوسادة

وسادة الكف هي بنية ممتازة للوسادة، تظهر خصائص ميكانيكية غير خطية عند تعرضها للضغط. تعتبر الخصائص الميكانيكية غير الخطية عادة مرتبطة بخصائص المادة اللدنة. ومع ذلك، يبقى العلاقة بين خصائصها الميكانيكية غير الخطية والخصائص الشكلية لوسادة الكف غير معروفة. في هذه الدراسة، تم دمج البيانات الشكلية والبيانات الميكانيكية وطرق المحاكاة بالعناصر المحدودة لاستكشاف كيفية تمكين شكل وسادة الكف الفريد لها من تحقيق أداء ممتاز في الوسادة. تشير نتائج البحث إلى أن وسادة الكف تظهر شكلًا غير منتظم. ومع ذلك، تزيد مساحتها المقطعية بشكل متناسب مع زيادة ارتفاع وسادة الكف، مما يظهر علاقة خطية (R2 = 0.99). تم تصميم نموذجين للمقارنة بنفس الحجم والارتفاع لكن بأشكال مختلفة كنموذج وسادة الكف، للمحاكاة بالعناصر المحدودة. توضح التحليل الثابت بالعناصر المحدودة أن تأثير الشكل ينعكس بشكل رئيسي في عملية التشويه المبكرة، بينما ينعكس تأثير خصائص المادة اللدنة في القدرة على تحمل الوزن في وقت لاحق. توضح التحليل الديناميكي بالعناصر المحدودة أنه مقارنةً بنماذج المقارنة، يتمتع نموذج وسادة الكف بقوة أكثر استقرارًا خلال عملية التأثير، دون وجود قوة تأثير فورية عند لحظة الاتصال الأولية. علاوة على ذلك، فإن ذروة قوة رد فعل الأرض العادية (GRF) تحت سرعات تأثير مختلفة أقل من تلك الموجودة في نماذج المقارنة، مما يدل على تأثيرات تلطيف أفضل. يمكن أن توفر نتائج البحث إلهامًا وأساسًا حيويًا لتصميم الأشكال لوحدات التلطيف.