| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 仿生学概论 | 第13-14页 |
| 1.1.1 仿生学定义及发展 | 第13页 |
| 1.1.2 仿生学研究内容及方法 | 第13-14页 |
| 1.1.3 仿生学意义及前景 | 第14页 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.3 仿甲虫鞘翅生物材料的研究现状 | 第15-20页 |
| 1.3.1 鞘翅表面形貌的研究 | 第15-17页 |
| 1.3.2 鞘翅微结构及其力学性能的研究 | 第17-19页 |
| 1.3.3 鞘翅的仿生设计研究 | 第19-20页 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 | 第20-21页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第20页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第20-21页 |
| 第二章 东方龙虱鞘翅几何曲面的数据采集及处理 | 第21-30页 |
| 2.1 研究对象 | 第21-22页 |
| 2.2 逆向工程简介 | 第22-24页 |
| 2.2.1 逆向工程测量技术 | 第22-23页 |
| 2.2.1.1 接触式测量 | 第22-23页 |
| 2.2.1.2 非接触式测量方法 | 第23页 |
| 2.2.2 逆向工程软件 | 第23-24页 |
| 2.3 东方龙虱鞘翅几何曲面数据测量 | 第24-27页 |
| 2.3.1 测量设备 | 第24-25页 |
| 2.3.2 测量设备的参数设定 | 第25页 |
| 2.3.3 扫描样品的制备 | 第25-26页 |
| 2.3.4 东方龙虱鞘翅数字化测量 | 第26-27页 |
| 2.4 点群数据的初步处理 | 第27-29页 |
| 2.4.1 散乱点云噪声数据的删除 | 第27页 |
| 2.4.2 点云的精简 | 第27-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 仿鞘翅轻质曲面夹芯板结构的设计与制备 | 第30-39页 |
| 3.1 甲虫鞘翅曲面重构 | 第30-35页 |
| 3.1.1 曲面重构的理论基础 | 第30-32页 |
| 3.1.2 曲面重建的方法 | 第32-33页 |
| 3.1.3 东方龙虱鞘翅轮廓曲线拟合 | 第33-35页 |
| 3.2 甲虫鞘翅断面微结构及其力学性能 | 第35页 |
| 3.3 仿生轻质结构的设计 | 第35-36页 |
| 3.4 仿生轻质结构的制备 | 第36-38页 |
| 3.4.1 快速成型技术概述 | 第36-37页 |
| 3.4.2 仿生轻质结构试样的制备 | 第37-38页 |
| 3.4.2.1 工艺选择 | 第37页 |
| 3.4.2.2 材料选择 | 第37页 |
| 3.4.2.3 模型制作过程 | 第37-38页 |
| 3.5 本章小结 | 第38-39页 |
| 第四章 仿生轻质结构的力学性能分析及测试 | 第39-49页 |
| 4.1 有限元法概述 | 第39页 |
| 4.2 仿鞘翅轻质结构抗弯性能的有限元分析 | 第39-42页 |
| 4.2.1 三点弯曲有限元模型 | 第40-41页 |
| 4.2.1.1 材料参数和单元类型 | 第40页 |
| 4.2.1.2 网格划分 | 第40-41页 |
| 4.2.2 边界条件及载荷设置 | 第41页 |
| 4.2.3 有限元结果分析 | 第41-42页 |
| 4.3 三点弯曲实验 | 第42-45页 |
| 4.3.1 实验设备 | 第43页 |
| 4.3.2 实验步骤 | 第43-44页 |
| 4.3.3 实验结果与有限元分析结果的对比 | 第44-45页 |
| 4.4 与平板夹芯结构抗弯力学性能的对比 | 第45-46页 |
| 4.5 与实心曲面板抗弯力学性能的对比 | 第46-47页 |
| 4.6 仿鞘翅轻质结构抗压力学性能分析 | 第47-48页 |
| 4.7 本章小结 | 第48-49页 |
| 第五章 仿鞘翅轻质结构抗冲击性能研究 | 第49-59页 |
| 5.1 ANSYS/LS-DYNA的基本理论 | 第49-50页 |
| 5.2 仿鞘翅轻质结构抗冲击性能有限元分析 | 第50-55页 |
| 5.2.1 几何模型 | 第50-51页 |
| 5.2.2 单元类型和材料属性 | 第51页 |
| 5.2.3 接触界面定义及控制 | 第51-52页 |
| 5.2.4 施加约束与载荷 | 第52-54页 |
| 5.2.5 有限元分析结果 | 第54-55页 |
| 5.3 落锤冲击试验 | 第55-57页 |
| 5.3.1 试验原理 | 第55页 |
| 5.3.2 试验设备 | 第55-56页 |
| 5.3.3 试验方法 | 第56页 |
| 5.3.4 试验结果及分析 | 第56-57页 |
| 5.4 有限元分析结果与试验结果的对比 | 第57-58页 |
| 5.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第六章 仿鞘翅轻质结构的参数优化设计 | 第59-69页 |
| 6.1 ANSYS Workbench优化设计简介 | 第59-61页 |
| 6.1.1 优化方法与步骤 | 第59-60页 |
| 6.1.2 基于实验设计的优化技术 | 第60-61页 |
| 6.2 仿鞘翅轻质曲面夹芯板结构的参数优化 | 第61-67页 |
| 6.2.1 设计变量及取值范围 | 第61-62页 |
| 6.2.2 设计目标 | 第62页 |
| 6.2.3 多目标优化设计 | 第62-65页 |
| 6.2.4 响应面结果 | 第65-67页 |
| 6.2.5 优化结果分析 | 第67页 |
| 6.3 优化后结构的抗冲击力学性能 | 第67-68页 |
| 6.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 第七章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 7.1 全文总结 | 第69-70页 |
| 7.2 前景与展望 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第76页 |