天然絲瓜筋及其仿生結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究.pdf

1、多孔材料是一種經(jīng)典工程材料，這種材料不僅因?yàn)槠滟|(zhì)輕，更因?yàn)槠湓诒Ａ袅嗽胁牧系囊恍┨匦缘耐瑫r(shí)，還具有許多新的特性，如抗壓、吸能、隔音隔熱等。絲瓜筋是種天然的多孔材料，具有復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)以及良好的力學(xué)性質(zhì)，引起了我們的關(guān)注。本文主要研究這種天然多孔材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及力學(xué)特性，并且仿生設(shè)計(jì)出一種圓筒接頭蜂窩結(jié)構(gòu)。
　　鑒于絲瓜筋的多尺度結(jié)構(gòu)，我們從三個(gè)尺度上對(duì)絲瓜筋進(jìn)行力學(xué)研究。首先，我們用掃描電子顯微鏡對(duì)單根絲瓜筋進(jìn)行觀察，并使用萬能

2、測(cè)試機(jī)對(duì)其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試;然后在絲瓜筋不同部位（周壁和中心）選取塊狀樣品進(jìn)行壓縮測(cè)試并進(jìn)行比較不同部位力學(xué)性能的差別;最后我們對(duì)段狀的絲瓜筋進(jìn)行力學(xué)分析。結(jié)果表明:單根絲瓜筋也是一個(gè)復(fù)合的多孔材料，有著較高的楊氏模量和屈服強(qiáng)度。對(duì)于塊狀樣品，我們發(fā)現(xiàn)沿孔壁的縱狀纖維很明顯地加強(qiáng)了絲瓜筋的力學(xué)性質(zhì)，特別是影響了絲瓜筋的楊氏模量以及能量吸收能力。因?yàn)橹行亩螛悠返膯胃w維較周圍部較硬，我們也比較了這兩種樣品的本構(gòu)關(guān)系。段狀樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲