复合材料学报

作者：朱德举, 张超慧, 刘鹏,

关键词：生物材料, 仿生柔性结构, 元素, 功能梯度, 设计准则,

自然界中生物材料表现出的力学性能与其结构设计形式紧密相关。柔性生物材料多为多级结构设计，其独特的功能梯度特征使其具备优异的变形能力及良好的断裂韧性。本文借鉴工程结构设计基本单元的思想提出柔性结构仿生元素理念，根据几何形态将结构仿生元素分为：线元素、梁元素、柱元素、板壳元素、薄膜元素及组合元素。根据系统论的观点建立仿生柔性结构设计体系，归纳总结出柔性仿生结构的设计准则，并基于鱼鳞梯度结构设计新型仿生功能梯度板。通过有限元的方法对功能梯度板归一化自然频率进行分析。结果表明，类鱼鳞功能梯度板具有柔韧性及刚度软化特性。阐述了仿生柔性结构的设计方法，包括模仿设计、组合设计及选择匹配设计。

来源：2018年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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