| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 引言 | 第14-15页 |
| 1.2 论文研究背景 | 第15-20页 |
| 1.2.1 棕榈科植物的仿生应用 | 第16-17页 |
| 1.2.2 棕榈科植物材料的直接应用 | 第17-18页 |
| 1.2.3 论文课题来源 | 第18-20页 |
| 1.3 植物组织多尺度力学研究进展 | 第20-31页 |
| 1.3.1 植物组织多尺度结构简介 | 第21-22页 |
| 1.3.2 超微尺度至微观尺度植物细胞壁力学建模研究现状 | 第22-27页 |
| 1.3.3 微观尺度至中尺度多孔组织力学建模研究现状 | 第27-30页 |
| 1.3.4 中尺度至宏观尺度棕榈科植物的器官、整体力学性能研究现状 | 第30-31页 |
| 1.4 论文研究目标及主要研究内容 | 第31-34页 |
| 1.4.1 论文研究目标 | 第31-32页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第32-34页 |
| 第二章 中间层细胞壁弹性力学建模 | 第34-68页 |
| 2.1 引入中间层的细胞壁弹性力学建模总述 | 第34页 |
| 2.2 引入中间层的细胞壁弹性力学模型建立 | 第34-54页 |
| 2.2.1 中间层引入的根据 | 第34-35页 |
| 2.2.2 组分化合物材料属性、细胞壁各层厚度及化合物体积分数 | 第35-36页 |
| 2.2.3 含中间层的细胞壁简化模型 | 第36-37页 |
| 2.2.4 超微尺度下细胞壁各层刚度矩阵的计算 | 第37-41页 |
| 2.2.5 微观尺度下细胞壁层合结构力学参数的计算 | 第41-44页 |
| 2.2.6 中间层的引入对预测精度的影响方式分析 | 第44-48页 |
| 2.2.7 中间层细胞壁模型结构参数的影响与调整 | 第48-54页 |
| 2.3 考虑水分影响的中间层细胞壁模型及其验证 | 第54-61页 |
| 2.3.1 超微尺度下细胞壁化合物对含水量变化的响应 | 第54-56页 |
| 2.3.2 微观尺度下细胞壁层合结构干缩湿胀力学建模 | 第56-59页 |
| 2.3.3 边界条件对细胞壁干缩湿胀模型的影响 | 第59-61页 |
| 2.4 化合物对细胞壁干缩湿胀、硬化软化行为的影响 | 第61-64页 |
| 2.4.1 非晶态纤维素的影响 | 第61-62页 |
| 2.4.2 亲水化合物对细胞壁干缩湿胀的贡献比较 | 第62-64页 |
| 2.5 中间层对细胞壁干缩湿胀、硬化软化行为的影响 | 第64-67页 |
| 2.6 本章小结 | 第67-68页 |
| 第三章 中尺度下王棕维管组织力学建模、试验验证及性能研究 | 第68-97页 |
| 3.1 王棕维管组织有限元建模步骤及力学验证研究简介 | 第68页 |
| 3.2 中尺度王棕叶鞘维管组织多孔结构的重建方法 | 第68-75页 |
| 3.2.1 中尺度下的王棕叶鞘维管组织结构 | 第68-69页 |
| 3.2.2 截面结构二值化及后处理 | 第69-70页 |
| 3.2.3 基于Delaunay三角化的面积权重重建算法 | 第70-73页 |
| 3.2.4 面积权重法重建精度讨论 | 第73-74页 |
| 3.2.5 有限元分析几何模型的建立 | 第74-75页 |
| 3.3 微观尺度王棕细胞壁的力学性能指标确立 | 第75-77页 |
| 3.3.1 维管组织模型截面分区 | 第75页 |
| 3.3.2 代表性单元区域内细胞壁厚度的测量与赋予 | 第75-76页 |
| 3.3.3 代表性单元区域细胞壁材料属性 | 第76-77页 |
| 3.4 基于有限元分析的王棕维管组织力学建模 | 第77-81页 |
| 3.4.1 加载形式与边界条件 | 第77-78页 |
| 3.4.2 网格类型与尺寸 | 第78-79页 |
| 3.4.3 有限元计算结果 | 第79-81页 |
| 3.5 代表性单元及单根维管束模型分析结果的试验验证 | 第81-89页 |
| 3.5.1 样品准备 | 第81-84页 |
| 3.5.2 拉伸力学试验介绍 | 第84-87页 |
| 3.5.3 有限元计算结果的试验验证 | 第87-89页 |
| 3.6 中尺度下王棕维管组织的结构与力学性能关系分析 | 第89页 |
| 3.7 基于虚拟缺陷的中尺度维管组织结构与力学性能关系 | 第89-92页 |
| 3.7.1 虚拟缺陷研究方法 | 第89-90页 |
| 3.7.2 不同区域对维管组织整体力学性能的影响 | 第90-92页 |
| 3.8 维管组织代表性单元的动态塌陷 | 第92-96页 |
| 3.8.1 动态仿真模型修改、边界条件及网格重设 | 第92-93页 |
| 3.8.2 维管组织整体在不同方向下的动态响应 | 第93-94页 |
| 3.8.3 维管组织各区域对整体能量耗散的贡献 | 第94-96页 |
| 3.9 本章小结 | 第96-97页 |
| 第四章 宏观尺度下王棕分枝结构的力学行为分析 | 第97-111页 |
| 4.1 本章研究简介 | 第97页 |
| 4.2 分枝结构的几何建模及材料属性获取 | 第97-102页 |
| 4.2.1 分枝结构几何模型的建立 | 第97-99页 |
| 4.2.2 各段组织密度测量 | 第99页 |
| 4.2.3 各段组织代表性模型的建立及分析 | 第99-102页 |
| 4.3 王棕分枝结构整体有限元模型的建立 | 第102-105页 |
| 4.3.1 分枝结构材料属性赋予 | 第102-103页 |
| 4.3.2 考虑内外器官的装配模型 | 第103页 |
| 4.3.3 边界条件及网格选取 | 第103-105页 |
| 4.4 王棕分枝装配模型的力学分析及结构功能关系研究 | 第105-110页 |
| 4.4.1 分枝结构静力学行为 | 第105-108页 |
| 4.4.2 分枝结构动力学行为 | 第108-110页 |
| 4.5 本章小结 | 第110-111页 |
| 第五章 仿王棕泊松比调控的空白区域应变约束及RSRE网格结构 | 第111-122页 |
| 5.1 本章简介 | 第111页 |
| 5.2 王棕组织中尺度仿真结果耦合应变抑制现象及其验证 | 第111-112页 |
| 5.3 空白区域及RSRE零泊松比网格 | 第112-117页 |
| 5.3.1 各种泊松比结构的耦合变形调控途径 | 第112-114页 |
| 5.3.2 基于空白约束机理的RSRE零泊松比网格的构建 | 第114页 |
| 5.3.3 RSRE零泊松比网格的数值及试验验证 | 第114-117页 |
| 5.4 三维零泊松比行为讨论 | 第117-119页 |
| 5.4.1 SRE、RSRE与混合网格零泊松比行为的仿真验证 | 第117-118页 |
| 5.4.2 三维RSRE结构的试验验证 | 第118页 |
| 5.4.3 RSRE三维零泊松比结构的应用前景 | 第118-119页 |
| 5.5 RSRE蜂窝结构在风力机叶片主梁横梁层合结构中的应用研究 | 第119-121页 |
| 5.5.1 弯曲载荷下芯层网格结构的泊松效应 | 第119-120页 |
| 5.5.2 含低、零泊松比芯层的复合蜂窝结构弯曲变形仿真 | 第120-121页 |
| 5.6 本章小结 | 第121-122页 |
| 第六章 仿王棕组织刚度分配的风力机叶片剪切腹板蜂窝结构设计方案 | 第122-142页 |
| 6.1 王棕组织多尺度结构中的刚度分配特点 | 第122页 |
| 6.2 蜂窝芯层有限元力学分析方法的试验验证 | 第122-123页 |
| 6.3 复合腹板蜂窝芯的力学参数梯度设计 | 第123-125页 |
| 6.3.1 六边形蜂窝可设计结构参数 | 第123-124页 |
| 6.3.2 仿生刚度分配蜂窝结构及对照组结构 | 第124-125页 |
| 6.4 仿生梯度蜂窝芯层模型力学行为的仿真研究 | 第125-132页 |
| 6.4.1 仿生梯度蜂窝芯层单元的剪切变形 | 第125-126页 |
| 6.4.2 仿生梯度蜂窝芯层静态力学性能 | 第126-129页 |
| 6.4.3 仿生梯度蜂窝芯层动态载荷下抗剪性能研究 | 第129-132页 |
| 6.5 含仿生梯度蜂窝及RSRE蜂窝的主梁抗剪性能分析 | 第132-141页 |
| 6.5.1 复合主梁装配结构 | 第132-134页 |
| 6.5.2 静态载荷下各部位抗剪行为分析 | 第134-136页 |
| 6.5.3 动态载荷下各部位抗剪性能分析 | 第136-139页 |
| 6.5.4 叶片内力学环境下各部位抗剪性能分析 | 第139-141页 |
| 6.6 本章小结 | 第141-142页 |
| 结论与展望 | 第142-146页 |
| 参考文献 | 第146-156页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第156-160页 |
| 致谢 | 第160-161页 |
| 附件 | 第161页 |
