蛛网的编织形式巧夺天工，具有非常独特的建筑学、力学和动力学性能，真可谓是自然界的奇迹！蛛网常见的结构，即由一个中心伸出的若干呈放射状的骨架丝线-纵丝和围绕这个中心的螺旋丝线-横丝构成的网状结构。蛛网需要抵抗风致振动及飞行猎物的高能冲击。为预测一个完整蛛网结构的振动阻尼响应，我们在蛛网形成地点-丛林实地，测试其组成丝线的阻尼特性。

本次实验中，我们使用的是PDV-100数字便携式激光测振仪，来测量重量非常轻的蜘蛛丝的阻尼特性。对于这类轻质结构，我们只能选用非接触式振动测量系统，如PDV-100，因为如此轻质的螺旋丝线结构是无法承受如黏贴式加速度计或应变计等传统接触式传感器的重量。

我们将激光测振仪及其附件带到蛛网的形成实地-丛林。试验搭建情况如图1所示。实验过程中使用近似模拟自然风的人工微风对蛛网进行激励，用激光测振仪测量丝线的时域响应，再用对数衰减法获得丝线的振动阻尼。

图1：右侧为实地测量蛛网振动阻尼的试验装置左侧，将激光点定位在丝线上

在实地测试的优点是蛛网丝线是根据周围自然环境而产生自然张力。此外，在自然环境中产生的框丝可以对蛛网起到很好的支撑作用，而且它对蛛网的结构完整性和猎物捕获性能起着重要作用。构成蛛网的主要结构部位的电子显微图如图2所示。

图2：蛛网重要组成部分的电子显微图

将激光聚焦到蛛网的不同位置，分别对横丝和纵丝进行采样(如图1)。给予激励后，用激光测振仪测得的这两种丝线在时域上的振动速度响应结果如图3所示。分析表明，横丝振动速度的衰减比纵丝要快得多(衰减时间更短)。

图3：激光测振仪测得的纵丝和横丝的时域响应

灰色：横丝

黄色：纵丝

表1显示的是根据蛛网上多个不同测点位置的时域数据，计算得出两种丝线的平均固有频率和阻尼比。横丝具有较高的阻尼比和固有频率。本次试验中，蛛网受到的激励是近似模拟自然风的人工微风激励，在低频激励下，只考虑结构性的阻尼衰减效应，而不考虑外部环境阻尼衰减效应（气动阻尼）和与支撑相关的能量损失。

表1：固有频率和阻尼比数值

纵丝是蛛网结构的重要组成部分，它们确保蛛网能抵御大风或暴风雨等自然袭击，以及捕食猎物时受到的冲击。此外，纵丝还负责吸收外部冲击力。

横丝具有高阻尼比和灵活性，它能及时地将外来动能传输至纵丝。通过这种方式，蛛网得以在多变的自然环境中生存和发挥捕食作用。