- •Рабочая программа по курсу «Бионика и бионическое моделирование». Составитель: с. А. Шаппо. Москва, 2012., 21 с.
- •Тема 1. Хронологические этапы истории, предшествующие
- •Тема 2. История инженерно-биологических исследований
- •Тема 3. Бионика в науке и технике.
- •Тема 4. Форма и функция.
- •Тема 5. Средства гармонизациии формы.
- •Тема 6. Симметрия и асимметрия.
- •Тема 7. Процессы ветвления и спиралеобразования в природе.
- •Тема 8. Повторяемость и комбинаторика.
- •Тема 9. Тектоника в природе и технике.
- •Тема 10. История пропорционирования.
- •Тема 11. Феномен золотого сечения.
- •Тема 12. Свет и цвет в природе.
- •Тема 13. Конструктивные системы живой природы.
- •Тема 14. Бионические модели и их классификация.
Тема 9. Тектоника в природе и технике.
Тектоника-это объективно-субъективная категория, существующая одновре-
менно в виде природных форм органического и неорганического происхождения, а также в виде эстетического освоения конструкций и форм
человеком.
Законченная форма состоит из трёх элементов: функционирующего про-
странства, конструкции и материала, при этом все материальные средства
живой природы направлены на достижение одной цели - оптимального
функционирования.
Практически все живые формы тектоничны и являются прекрасными образ-
цами для конструирования.
Тектоника - это понятие, выработанное человеком в результате его практи-
ческой деятельности в процессе создания искусственной среды для его оби-
тания.
На уровне инженерного конструирования, тектоника выступает как един-
ство конструктивной формы и законов механики, на уровне живой природы
конструкции включаются в систему живого организма, выполняющего
сложные функции, в результате чего возникают новые формы.
Строительный материал природных и искусственно созданных форм разли-
чен, т.к. природные формы с момента рождения конструктивны и подвержены динамике роста и развития.
Ткани растений подразделяются на:
"образователи роста" - это покровные ткани, кожица, пробковая ткань и кор-
ка;
"проводящие ткани" - это сердцевина, мякоть листьев, плодов, в которых
происходит накопление и образование органических веществ;
"механические ткани" - это склеренхима и каменистые клетки.
Механические ткани совместно с мягкими тканями работают на растяжение,
сжатие, изгиб и кручение и обладают высоким пределом прочности на
разрыв.
Механические ткани растений в отличии от искусственных материалов со-
четают в себе твёрдость и вязкость, прочность и эластичность, позволяющие универсально реагировать на различные нагрузки.
Основным недостатком искусственных материалов является недостаточная
вязкость, связанная с сопротивлением образованию трещин.
Ключевым вопросом в создании новых материалов служит вопрос торможе-
ния раскрытию трещин.
11. В древесине раскрытию трещин препятствует органическое соединение
твёрдых и мягких тканей, а также наличие тонких волокон.
Роль тонких волокон велика, во первых - чем тоньше волокно, тем оно
обладает большей способностью препятствующей трещинообразованию,
во вторых - соединения с эластичным материалом дают новые покровные
изделия и конструкции, обладающие высокой прочностью.
Одним из важнейших составляющих биосистем является вода, доходящая
до 80-90% от массы растения. В живом состоянии материал в сочетании с водой становится тяжелее, одновременно с этим приобретает эластичность
не теряя при этом прочности.
В животном мире по аналогии с растительным затвердевшим тканям соот-
ветствуют скелеты, скорлупы и панцири, ещё более прочные чем механические ткани растений и мягкие ткани, которые в сочетании с костным материалом дают ещё более поразительные эффекты прочности.
Существуют две противоречивые тенденции развития всего живого мира,
это во первых - непрерывный рост и развитие через механизмы полимери-
зации и дифференциации и во вторых - ограничение роста связанное с эн-
тропийностью т.е. с экономией энергии и стремлением к компактности
реализуемое через механизмы итеграции.
Принципы формообразования всего живого строятся на взаимодействии
двух систем: конуса устойчивости и конуса роста и развития, которые явля-
ются следствием действия сил гравитации, ветровых и др. физических на-
грузок.
17. В природных формах отсутствуют резкие острые и прямые углы и соеди-
нения. Переход одной формы в другую идёт через мягкие компенсационные
формы с переливом одной формы в другую.
В тектонике форм отражено противоборство действию сил гравитации и
её преодоление. Законченная форма являет собой равнодействующую сил
гравитации и Космоса.