ИССЛЕДОВАНИЕ МАНДИБУЛ ЧЕРНОГО САДОВОГО МУРАВЬЯ В КАЧЕСТВЕ БИОНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ КУЛЬТИВАТОРНЫХ ЛАП

Для повышения долговечности культиваторных лап предложено использовать в качестве бионической модели твердосплавные вставки, спроектированные на основе мандибул садового муравья. С помощью растрового электронного микроскопа LEO-1455 VP (с приставками) на базе Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием «Белорусский межвузовский центр обслуживания научных исследований» физического факультета Белорусского государственного университета исследовалась поверхность мандибул (жвал) черного садового муравья Lasius niger.
Для выбора схемы и места размещения бионических твердосплавных вставок на поверхности стрельчатой лапы с помощью программного комплекса FlowVision и конечно-объемного подхода для аппроксимации уравнений математической модели определены основные части рабочего органа, которые подвержены наибольшим уплотняющим нагрузкам, а следовательно, более интенсивному абразивному износу. Определены основные параметры твердосплавных вставок: шаг и высота зубчиков, уравнение образующей зубчатой поверхности. Предложена концепция размещения твердосплавных вставок на быстро изнашивающихся частях культиваторной лапы.

1. Paul, J. Mandible movements in ants : review / J. Paul // Comparative Biochemistry and Physiology. – 2001. – Part A, 131. – P. 7–20.

2. Зрянин, В. А. Влияние муравьев рода Lasius на почвы луговых биогеоценозов / В. А. Зрянин // Успехи современной биологии. – 2003. – Т. 123, № 3. – С. 278–287.

3. Новоселов, А. Л. Биологическая активность муравейников Lasius niger L. : автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.02.08 / Алексей Львович Новоселов ; [Моск. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова]. – 26 с.

4. Синчук, О. В. Некоторые аспекты экологии черного муравья Lasius niger L. / О. В. Синчук // Итоги полевого сезона 2010 : материалы I регион. науч. зоолог. конф., посвящ. междунар. году биоразнообразия, Брест, 11 дек. 2010 г. ; редкол.: А. Н. Тарасюк [и др.]. – Брест : Альтернатива, 2011. – С. 58–61.

5. Mandibular morphology, task specialization and bite mechanics in Pheidole ants (Hymenoptera: Formicidae) / C. L. Klunk [et al.] // Journal of The Royal Society Interface (IF4.118). – 2021. – Vol. 18, № 179. – P. 1120–1129.

6. Schofield, R. M. Tooth hardness increases with zinc-content in mandibles of young adult leaf-cutter ants / R. M. Schofield, M. H. Nesson, K. A. Richardson // Naturwissenschaften. – 2002. – Vol. 89, № 12. – P. 579–583.

7. Characterization of the Mandible Atta Laevigata and the Bioinspiration for the Development of a Biomimetic Surgical Clamp / T. O. Britoa [et al.] // Materials Research. – 2017. – Vol. 20, № 6. – P. 1525–1533.

8. Comparative analysis of worker head anatomy of Formica and Brachyponera (Hymenoptera: Formicidae) / A. Richter [et al.] // Arthropod Systematics and Phylogeny. – 2020. – Vol. 78, № 1. – P. 133–170.