基于碳纤维复合材料的轻质结构仿生设计及力学性能研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 图清单 | 第9-11页 |
| 表清单 | 第11-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-21页 |
| 1.1 仿生学概述 | 第12-13页 |
| 1.1.1 仿生学定义 | 第12页 |
| 1.1.2 仿生学的研究方法及其范围 | 第12-13页 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.3 仿生学国内外的研究进展 | 第14-18页 |
| 1.4 仿甲虫鞘翅生物材料的研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4.1 甲虫鞘翅表面形貌研究 | 第18-19页 |
| 1.4.2 鞘翅微结构及其力学性能的研究 | 第19页 |
| 1.4.3 甲虫鞘翅仿生设计研究 | 第19-20页 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 | 第20-21页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第20页 |
| 1.5.2 本课题的主要研究内容 | 第20-21页 |
| 第二章 甲虫鞘翅结构特点及其仿生设计 | 第21-26页 |
| 2.1 研究对象 | 第21-22页 |
| 2.2 甲虫鞘翅微结构及其力学性能 | 第22页 |
| 2.3 仿甲虫鞘翅轻质结构设计 | 第22-25页 |
| 2.4 本章小结 | 第25-26页 |
| 第三章 仿甲虫鞘翅轻质结构的制备 | 第26-33页 |
| 3.1 环氧树脂基碳纤维成形方法 | 第26-27页 |
| 3.1.1 材料的选择 | 第26页 |
| 3.1.2 结构胶粘剂的选择 | 第26-27页 |
| 3.2 环氧树脂基碳纤维复合材料成形工艺 | 第27-29页 |
| 3.2.1 模压成形 | 第27-28页 |
| 3.2.2 固化成形 | 第28-29页 |
| 3.3 空腔结构模具设计 | 第29-30页 |
| 3.3.1 成形模具设计基本要求 | 第29页 |
| 3.3.2 成形模具设计 | 第29-30页 |
| 3.4 仿鞘翅轻质结构的制备 | 第30-32页 |
| 3.5 仿鞘翅轻质结构制备过程中的注意事项 | 第32页 |
| 3.6 本章小结 | 第32-33页 |
| 第四章 仿生轻质结构的力学分析及测试 | 第33-47页 |
| 4.1 准静态压缩力学性能测试 | 第33-35页 |
| 4.1.1 实验设备 | 第33-34页 |
| 4.1.2 试样的加载方式 | 第34页 |
| 4.1.3 实验步骤 | 第34-35页 |
| 4.1.4 实验结果 | 第35页 |
| 4.2 有限元概述 | 第35-36页 |
| 4.3 有限元模型的建立 | 第36-40页 |
| 4.3.1 单元类型和材料属性 | 第37-38页 |
| 4.3.2 模型的建立 | 第38-39页 |
| 4.3.3 网格划分 | 第39-40页 |
| 4.4 压缩力学性能分析 | 第40-44页 |
| 4.4.1 边界条件及载荷设置 | 第40-41页 |
| 4.4.2 结果分析 | 第41-44页 |
| 4.5 剪切力学性能分析 | 第44-45页 |
| 4.6 本章小结 | 第45-47页 |
| 第五章 仿生结构的参数优化设计 | 第47-57页 |
| 5.1 响应面法 | 第47-50页 |
| 5.1.1 响应面法基本原理 | 第47-49页 |
| 5.1.2 响应面法试验设计 | 第49页 |
| 5.1.3 响应面法的误差分析 | 第49-50页 |
| 5.2 仿生轻质结构的参数优化设计 | 第50-56页 |
| 5.2.1 仿生结构压缩和剪切性能评价指标的确立 | 第50页 |
| 5.2.2 有限元模型的参数化 | 第50-51页 |
| 5.2.3 样本点的选取 | 第51-52页 |
| 5.2.4 响应面法拟合函数 | 第52-54页 |
| 5.2.5 仿生结构优化模型的建立 | 第54-56页 |
| 5.3 本章小结 | 第56-57页 |
| 第六章 仿甲虫鞘翅轻质结构的屈曲性能分析 | 第57-63页 |
| 6.1 屈曲分析的基本概念 | 第57-58页 |
| 6.1.1 特征值屈曲分析 | 第57-58页 |
| 6.1.2 非线性屈曲分析 | 第58页 |
| 6.2 仿生轻质结构的非线性屈曲分析 | 第58-60页 |
| 6.2.1 有限元模型的建立 | 第58-59页 |
| 6.2.2 边界条件及载荷设置 | 第59页 |
| 6.2.3 结果分析 | 第59-60页 |
| 6.3 铝蜂窝结构的非线性屈曲分析 | 第60-62页 |
| 6.3.1 有限元模型的建立 | 第60-61页 |
| 6.3.2 边界条件及载荷设置 | 第61页 |
| 6.3.3 结果分析 | 第61-62页 |
| 6.4 本章总结 | 第62-63页 |
| 第七章 总结与展望 | 第63-65页 |
| 7.1 全文总结 | 第63-64页 |
| 7.2 前景与展望 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-68页 |
| 致谢 | 第68-69页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第69-70页 |
| 附录 | 第70-75页 |
