仿甲蟲(chóng)鞘翅的層狀纖維纏繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其力、熱性能研究.pdf

1、經(jīng)過(guò)上百萬(wàn)年的進(jìn)化，甲蟲(chóng)發(fā)展出了與其生活環(huán)境相適應(yīng)的具有特殊構(gòu)造和功能的鞘翅。為研究鞘翅的微觀結(jié)構(gòu)，本文以東方龍虱的鞘翅為主要研究對(duì)象，對(duì)鞘翅的不同方向的斷面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測(cè)和分析，根據(jù)鞘翅減重結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合其他相關(guān)研究，對(duì)鞘翅結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了具有層狀纖維纏繞的仿生輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
　　 利用有限元分析軟件ANSYS Workbench，分別建立了具有單層豎直纖維纏繞和無(wú)纖維纏繞結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能分析

2、，計(jì)算得到這兩種結(jié)構(gòu)的壓縮、拉伸以及剪切的力-位移曲線(xiàn)和比強(qiáng)度值，并對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明具有單層豎直纖維鋪放模式的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)模型其各項(xiàng)力學(xué)性能均大大優(yōu)越于無(wú)纖維對(duì)比模型；進(jìn)一步制備了以碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂為材料的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)試樣，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，得到其載荷力-位移曲線(xiàn)，并與壓縮性能有限元分析結(jié)果對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明有限元分析的有效性和可靠性。在此基礎(chǔ)上，分析、比較了兩種不同纖維纏繞方式下的結(jié)構(gòu)單元力學(xué)性能，并進(jìn)一步探