| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第13-35页 |
| 1.1 研究的目的和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 典型生物材料的微结构特征 | 第14-21页 |
| 1.2.1 木材 | 第14-16页 |
| 1.2.2 骨骼与肌腱端 | 第16-17页 |
| 1.2.3 节肢动物甲壳 | 第17-19页 |
| 1.2.4 具有自驱动功能的植物器官 | 第19-20页 |
| 1.2.5 生物材料微结构的特性总结 | 第20-21页 |
| 1.3 3D打印技术的发展现状 | 第21-23页 |
| 1.4 3D打印仿生材料的国内外研究现状 | 第23-33页 |
| 1.4.1 基于 3D打印技术的仿生多孔材料支架 | 第23-25页 |
| 1.4.2 基于多材料 3D打印技术的仿生复合材料 | 第25-29页 |
| 1.4.3 仿生 4D打印材料的研究现状 | 第29-32页 |
| 1.4.4 存在的问题 | 第32-33页 |
| 1.5 论文研究的主要内容 | 第33-35页 |
| 第2章 异质材料与多孔结构耦合仿生设计及 3D打印 | 第35-55页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 软木静力学特性的提取 | 第35-36页 |
| 2.3 软木组织介观尺度下的多孔结构 | 第36-38页 |
| 2.4 材料与方法 | 第38-40页 |
| 2.4.1 仿生多孔材料的设计与 3D打印 | 第38-39页 |
| 2.4.2 压缩试验 | 第39页 |
| 2.4.3 有限元分析 | 第39-40页 |
| 2.5 实验结果与分析 | 第40-45页 |
| 2.5.1 压缩试验结果与分析 | 第40-43页 |
| 2.5.2 有限元分析结果 | 第43-45页 |
| 2.6 仿软木年轮结构的刚柔相间多孔材料 | 第45-53页 |
| 2.6.1 软木的年轮结构 | 第45-46页 |
| 2.6.2 复合多孔材料的仿生设计与 3D建模 | 第46-47页 |
| 2.6.3 压缩试验结果与分析 | 第47-50页 |
| 2.6.4 有限元分析结果 | 第50-53页 |
| 2.7 本章小结 | 第53-55页 |
| 第3章 异质材料与螺旋结构耦合仿生设计及 3D打印 | 第55-81页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 软木细胞壁的螺旋结构 | 第55-57页 |
| 3.3 材料与方法 | 第57-60页 |
| 3.3.1 仿生复合材料设计与 3D打印 | 第57-58页 |
| 3.3.2 压缩试验 | 第58-59页 |
| 3.3.3 有限元分析 | 第59-60页 |
| 3.4 实验结果与分析 | 第60-73页 |
| 3.4.1 压缩试验结果与分析 | 第60-71页 |
| 3.4.2 有限元分析结果 | 第71-73页 |
| 3.5 双层螺旋纤维结构对仿生复合材料力学性能的增益作用 | 第73-78页 |
| 3.6 本章小结 | 第78-81页 |
| 第4章 异质材料与偏螺旋结构耦合仿生建模及自驱动机理分析 | 第81-97页 |
| 4.1 引言 | 第81-82页 |
| 4.2 材料与方法 | 第82-85页 |
| 4.2.1 芒组织样品的显微CT扫描 | 第82-83页 |
| 4.2.2 有限元分析 | 第83-85页 |
| 4.3 实验结果与分析 | 第85-96页 |
| 4.3.1 芒组织的三维形貌学特征 | 第85-87页 |
| 4.3.2 细胞壁的简化力学模型 | 第87-91页 |
| 4.3.3 短标距细胞壁模型的有限元分析结果 | 第91-92页 |
| 4.3.4 纤维骨架的配置对细胞变形的影响 | 第92-94页 |
| 4.3.5 纤维与基体材料的模量比对细胞变形的影响 | 第94-95页 |
| 4.3.6 细胞的组合方式对组织整体变形的影响 | 第95-96页 |
| 4.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 自驱动复合材料仿生结构设计及 4D打印 | 第97-123页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 材料与方法 | 第97-99页 |
| 5.2.1 聚氨酯类吸水膨胀弹性体的制备 | 第97-98页 |
| 5.2.2 仿生自驱动复合材料的制备 | 第98-99页 |
| 5.2.3 有限元分析 | 第99页 |
| 5.2.4 实验结果的量化分析 | 第99页 |
| 5.3 仿生自驱动复合材料的弯曲变形 | 第99-110页 |
| 5.3.1 仿生自弯曲复合材料的变形特征及其力学性能 | 第99-104页 |
| 5.3.2 基于复合材料力学的建模分析 | 第104-107页 |
| 5.3.3 仿生自弯曲复合材料的可编程特性研究 | 第107-110页 |
| 5.4 仿生自驱动复合材料的扭曲变形 | 第110-116页 |
| 5.4.1 基于弹性不相容理论的建模分析与结构参数优化 | 第110-115页 |
| 5.4.2 仿生自扭曲复合材料的可编程特性研究 | 第115-116页 |
| 5.5 仿生自驱动复合材料的螺旋变形 | 第116-121页 |
| 5.6 本章小结 | 第121-123页 |
| 第6章 异质材料与界面结构耦合仿生设计及3D打印 | 第123-141页 |
| 6.1 引言 | 第123-124页 |
| 6.2 虾夷扇贝闭壳肌与壳体连接界面的生物学特征提取 | 第124-134页 |
| 6.2.1 材料与方法 | 第124-125页 |
| 6.2.2 实验结果与分析 | 第125-133页 |
| 6.2.3 总结与讨论 | 第133-134页 |
| 6.3 3D打印仿生异质材料连接结构的设计、制备与测试分析 | 第134-138页 |
| 6.3.1 仿生异质材料连接结构的三维建模 | 第134-136页 |
| 6.3.2 拉伸试验及有限元分析结果 | 第136-138页 |
| 6.4 本章小结 | 第138-141页 |
| 第7章 结论与展望 | 第141-145页 |
| 7.1 主要研究结论 | 第141-143页 |
| 7.2 创新点 | 第143-144页 |
| 7.3 研究展望 | 第144-145页 |
| 参考文献 | 第145-161页 |
| 作者简介及攻读博士学位期间科研成果 | 第161-163页 |
| 致谢 | 第163页 |
