甲蟲鞘翅材料力學(xué)性能測(cè)試及微結(jié)構(gòu)研究分析.pdf

1、經(jīng)過上百萬年的生物進(jìn)化，甲殼蟲發(fā)展出與其生存環(huán)境相適應(yīng)的具有特殊構(gòu)造和功能的鞘翅。本文以東方龍虱(Cybister tripunctatus)為重點(diǎn)研究對(duì)象，并綜合了四個(gè)科的十個(gè)物種，通過對(duì)甲蟲鞘翅微結(jié)構(gòu)的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)東方龍虱鞘翅表面遍布著很小的凹坑；從其鞘翅斷面來看，內(nèi)部存在著許多空腔和孔道結(jié)構(gòu)，而且甲蟲鞘翅是復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)；對(duì)鞘翅間聯(lián)接處研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)接機(jī)構(gòu)采用了凹凸嚙合結(jié)構(gòu)，在局部區(qū)域存在微小毛刺和突起結(jié)構(gòu)來增加摩擦接觸。這些微結(jié)構(gòu)對(duì)甲

2、蟲在特殊的生活環(huán)境下生存起到非常重要的作用。 在對(duì)多種甲蟲鞘翅運(yùn)用納米壓痕儀進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)東方龍虱鞘翅殼質(zhì)層的力學(xué)性能數(shù)值要大于總體的平均值，而且同一甲蟲鞘翅的不同測(cè)試區(qū)的力學(xué)性能也存在差異。 本文為了更好地研究此鞘翅間聯(lián)接鎖定機(jī)構(gòu)，對(duì)甲蟲鞘翅的瞬間開合過程進(jìn)行了拍攝；還對(duì)此機(jī)構(gòu)的聯(lián)接強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)甲蟲鞘翅間聯(lián)接力都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲殼蟲它自身的重量，其中白星花金龜?shù)穆?lián)接強(qiáng)度最高；最后通過幾何建模，對(duì)聯(lián)接機(jī)構(gòu)進(jìn)