Rinforzi nelle ossa delle ali aviarie: Esperimenti, analisi e modellazione
Quasi tutte le specie di uccelli moderni sono in grado di volare; la competenza meccanica delle loro ali e la rigidità del loro sistema scheletrico si sono evolute per consentire questa straordinaria impresa. Uno degli esempi più interessanti di adattamento strutturale negli uccelli è la struttura interna delle loro ossa alari. Negli uccelli che volano, le ossa devono essere sufficientemente forti e rigide per sopportare le forze durante il decollo, il volo e l’atterraggio, con un peso minimo. La morfologia della sezione trasversale e la presenza di strutture di rinforzo (montanti e creste) che si trovano nelle ossa delle ali degli uccelli variano da specie a specie, a seconda di come vengono utilizzate le ali. Si dimostra che sia la morfologia che le caratteristiche interne aumentano la resistenza alla flessione e alla torsione con una minima penalità di peso. Prototipi di puntoni di rinforzo fabbricati con la stampa 3D sono stati testati in compressione diametrale e torsione per convalidare il concetto. In compressione, l’ovalizzazione è diminuita attraverso l’inserimento dei puntoni, mentre non hanno avuto alcun effetto sulla resistenza alla torsione. Un modello elastico di un anello circolare rinforzato da puntoni orizzontali e verticali è stato sviluppato per spiegare la risposta di irrigidimento in compressione dell’anello causata da puntoni diversamente orientati.