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1、南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文甲蟲鞘翅材料微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及聯(lián)接機制的研究姓名：楊志賢申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：機械設(shè)計及理論指導(dǎo)教師：戴振東20081201南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文iiiAbstractInthedissertationMphologicalstructuresmechanicalpropertiescouplingmechanismgeometryofelytraopeningclosingfrom9differen
2、tbeetleswhichliveinvariousenvironments(airwatersoil)wereinvestigated.Ananalysisofthemphologicalstructureindicatesthattheelytrahaveanonsmoothsurfacecontainingtwokindsofappearances:furrowsurfaceconcaveconvexsurfacewhichcan
3、reduceadhesionresistancepresentinsurfacecontact.SEMphotosofelytrasectionsshowthattheelytraarehollowlightweightcompositebiomaterialswhichconsistofacompactdsalsideahollowsectionaventralside.Thedsalsideconsistsofblackcompac
4、tepicuticlelooserexocuticlefmedfromsomefibrelayerscomplexedwitheachotherinaparallelwayapositivenegativewayahelicalway.Theelytra’sdensity(inkgm3)wastestedshowntobe0.8103～0.9103.ThemphologyoftheCybisteradhesivefefootwasobs
5、ervedunderSEMitwasshownthatlotsofmicrodiscsfunctioningasashoearedistributedonitssurfacelotsofsetaearedistributedonitsmarginalside.Themaximalnmalfceis53.3mN7.68mNthemaximaltangentialfceis213.5mN33.53mN.Itisestimatedthatth
6、evacuumadsptionofthemicrodiscstogetherwiththevanderWaalsadhesionofthesetaeproducetheultimateadhesivefcesofasingleadhesivefoot.RegardingmechanicalpropertiesaNanoindenterTestaTensileTestwerecarriedoutondifferentbeetles’ely
7、tratoinvestigateitsmechanicalpropertiestensileintensity.Resultsshowthatthemechanicalpropertiesofelytraincreasegraduallyfromthecephalosomezonetotheempennagezonewhichpresentstopologicaldistribution.Thehardnessmodulusofbeet
8、les’elytraweretakenfromtheresultsoftheNanoindenterTensileteststhroughlinearregressiontheaveragevalueswere0.335GPa0.130GPa6.920GPa1.461GParespectively.Cybister’sresultswere0.475GPa0.089GPa8.214GPa0.708GParespectivelywhich
9、is1.411.19timesthatofbeetles’elytrarespectively.ThusthisconfirmsconclusivelythatCybisterelytrahaveamuchmeexcellentperfmancecomparedtothatofbeetles’elytra.TensileTestresultsindicatethatthedisttionofbeetles’elytraislargely
10、elasticwhilethelongitudinalstresstofractureislargerthanthetransverseone.Thestresstofractureoffreshelytra(σb)is169.2MPa～194.5MPathespecificintensityis0.20～0.22(thespecificintensityisdefinedasσbtoρ).ComparedtotheMgLialloy(
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