| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-28页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.2 典型生物体的力学仿生进展 | 第13-20页 |
| 1.2.1 生物体仿生学 | 第13-14页 |
| 1.2.2 螺旋态生物体 | 第14-18页 |
| 1.2.2.1 准一维螺旋体 | 第14-16页 |
| 1.2.2.2 二维/三维螺旋体 | 第16-18页 |
| 1.2.3 捕蝇草 | 第18-20页 |
| 1.3 工程大变形复合材料和弹性力学进展 | 第20-25页 |
| 1.3.1 小变形与大变形弹性理论 | 第20-22页 |
| 1.3.2 准一维杆的形变 | 第22-23页 |
| 1.3.3 二维/三维薄板形变 | 第23-25页 |
| 1.3.3.1 叠层复合材料 | 第23-24页 |
| 1.3.3.2 双稳态叠层复合材料结构 | 第24-25页 |
| 1.4 本论文的主要工作 | 第25-28页 |
| 第二章 基于海钉螺表面螺旋几何和力学研究 | 第28-50页 |
| 2.1 海钉螺形态几何学 | 第28-34页 |
| 2.1.1 构建无自接触螺旋几何 | 第28-31页 |
| 2.1.2 构建海钉螺表面几何结构 | 第31-34页 |
| 2.2 构建无自接触式非线性弹性能量方程 | 第34-40页 |
| 2.2.1 Foppl-von Karman薄板理论基础 | 第34-37页 |
| 2.2.1.1 基本假设 | 第34-35页 |
| 2.2.1.2 应变张量与应力张量 | 第35-36页 |
| 2.2.1.3 板的大挠度弯曲 | 第36-37页 |
| 2.2.2 构建螺旋结构弹性理论模型 | 第37-40页 |
| 2.3 仿海钉螺表面结构模拟 | 第40-43页 |
| 2.4 手性变化的探讨 | 第43-48页 |
| 2.4.1 试样制备 | 第43-45页 |
| 2.4.2 手性变化几何和力学相关计算 | 第45-48页 |
| 2.5 小结 | 第48-50页 |
| 第三章 有限元法模拟初始应变导致的变形行为 | 第50-57页 |
| 3.1 模型的弹性理论分析 | 第50-51页 |
| 3.2 自组装螺旋变形模拟和设计 | 第51-54页 |
| 3.2.1 构建模型 | 第51页 |
| 3.2.2 施加单层初始应变 | 第51-52页 |
| 3.2.3 施加双层初始应变 | 第52-54页 |
| 3.3 双稳态变形模拟与设计 | 第54-56页 |
| 3.3.1 构建模型 | 第54页 |
| 3.3.2 施加双层初始应变 | 第54-56页 |
| 3.4 小结 | 第56-57页 |
| 第四章 复合材料几何非线性效应与形变预测与实证 | 第57-79页 |
| 4.1 双稳态结构的几何非线性力学效应 | 第57-66页 |
| 4.1.1 试样制备 | 第57-59页 |
| 4.1.2 双稳态结构的几何条件 | 第59-63页 |
| 4.1.2.1 应力张量表述 | 第59-60页 |
| 4.1.2.2 能量方程的建立 | 第60-61页 |
| 4.1.2.3 临界宽度与特征宽度的计算 | 第61-63页 |
| 4.1.3 双稳态结构的力学条件 | 第63-64页 |
| 4.1.4 双稳态结构的边界效应 | 第64-66页 |
| 4.2 螺旋双稳态非线性结构和形态选择 | 第66-73页 |
| 4.2.1 试样制备 | 第66-69页 |
| 4.2.2 曲线几何分析 | 第69-71页 |
| 4.2.3 螺旋型态选择判据 | 第71-73页 |
| 4.3 不稳定型多态结构和形态选择 | 第73-77页 |
| 4.3.1 试样制备 | 第73-75页 |
| 4.3.2 理论分析 | 第75-77页 |
| 4.4 小结 | 第77-79页 |
| 第五章 基于捕蝇草触发方式、仿生及相关研究 | 第79-101页 |
| 5.1 捕蝇草的快速繁殖培育 | 第79-81页 |
| 5.2 捕蝇草显微结构 | 第81-83页 |
| 5.3 捕蝇草闭合的触发机制 | 第83-85页 |
| 5.3.1 刺激感应毛触发闭合 | 第83-84页 |
| 5.3.2 刺激中脉触发闭合 | 第84页 |
| 5.3.3 侧面触碰式触发 | 第84-85页 |
| 5.4 捕蝇草触发模型与仿生模拟 | 第85-88页 |
| 5.5 刺激感应毛无效的捕蝇草叶片相关研究 | 第88-92页 |
| 5.5.1 刺激感应毛无效的闭合过程 | 第88-90页 |
| 5.5.2 双稳态模型及其变化规律 | 第90-92页 |
| 5.6 理论模型在实验设计中的应用 | 第92-100页 |
| 5.6.1 试样制备 | 第93页 |
| 5.6.2 实验结果 | 第93-95页 |
| 5.6.3 理论模型 | 第95页 |
| 5.6.4 单稳态和双稳态之间的转换问题 | 第95-98页 |
| 5.6.5 单稳态和不稳定型多态结构之间相互转化问题 | 第98-100页 |
| 5.7 小结 | 第100-101页 |
| 结论 | 第101-104页 |
| 参考文献 | 第104-114页 |
| 致谢 | 第114-115页 |
| 个人简历 | 第115-116页 |
| 攻读博士学位期间承担的研究项目 | 第116-117页 |
| 攻读博士学位期间已发表和录用的论文 | 第117页 |