龟壳缝合线立体结构

增韧不增重

与平滑接缝不同，该缝合线通过微米级锥形骨齿交错互锁，形成蜿蜒的三维界面，使龟壳在保持轻质的同时兼具柔韧与高韧性。

彭志龙 · Weijun, Feng · Jiawei, Huang · Peiran, Li · 陈少华

Engineering Fracture Mechanics 2023

技术优势

止裂效果好

裂纹沿缝合线蜿蜒扩展，需要穿越交错骨齿的界面，路径更长且能量消耗更多。

增韧不增重

通过微观几何互锁而非增加材料厚度或密度来实现增韧，保持结构轻质。

应用场景

• 仿生防护结构：用于制造兼具柔韧性和高能量吸收的防撞结构，如赛车头盔内衬或护甲。
• 轻质抗冲击材料：在不增加重量的前提下提升抗冲击韧性，适用于航空航天或便携设备。
• 复合材料接缝设计：为复合材料连接提供几何互锁方案，避免胶接或焊接带来的应力集中。
• 建筑抗震节点：设计可耗能的建筑节点，在地震中通过界面滑移和局部破坏吸收能量。