疲勞失效是工程領(lǐng)域表面損傷失效的三大類型之一,對機(jī)械高效工作和可靠運行構(gòu)成巨大的威脅。開發(fā)抗疲勞設(shè)計與制造技術(shù)是當(dāng)前工程研究領(lǐng)域的重要課題之一。長期以來,國內(nèi)外圍繞該問題進(jìn)行了理論、模擬、試驗等方法的不斷探索,但由于疲勞失效機(jī)理的復(fù)雜性、研究手段的局限性以及現(xiàn)代工業(yè)抗疲勞要求的日益提高,該方面的研究始終是工程界致力于攻克的技術(shù)瓶頸。長期以來,針對上述問題的研究,很大程度上依賴于應(yīng)用先進(jìn)材料和表面處理技術(shù),而較少涉及幾何形態(tài)和物理結(jié)構(gòu)等其它因素對其影響,同時,國內(nèi)外研究大多關(guān)注表面的單一失效,而對更多因素導(dǎo)致的疊加失效現(xiàn)象仍缺乏有效的解決方案。綠色、環(huán)保、可持續(xù)的社會發(fā)展目標(biāo)吸引了大量研究人員將技術(shù)探索的目光聚焦于仿生學(xué),運用先進(jìn)仿生設(shè)計理念,研發(fā)了同時兼具優(yōu)異止裂和抗疲勞的多功能體系。自然界中的植物經(jīng)過億萬年的物種競爭和自然進(jìn)化,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、止裂和抗疲勞的功能特性,為工程材料性能提升提供了重要的借鑒。本論文以工程領(lǐng)域機(jī)械零部件的止裂、抗疲勞需求為背景,以典型剛?cè)狁詈掀叫忻}單子葉植物（美人蕉、玉簪、棕竹和香蒲）和網(wǎng)狀脈雙子葉植物（白楊樹、紫丁香和臭椿）葉片為研究對象,運用數(shù)碼相機(jī)、掃... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

蜻蜓翅膀及裂紋擴(kuò)展行為[9]

.1 蜻蜓翅膀及裂紋擴(kuò)展行為[9]：（a）黃蜻，（b）裂紋擴(kuò)的蝗蟲具有遠(yuǎn)距離遷飛的習(xí)性，可在空中持續(xù)飛行 1 至 3 通過研究發(fā)現(xiàn)與蝗蟲身體的其它部位相比，遷徙的蝗蟲 S特別堅韌。然而，交叉的翅脈紋理通過充當(dāng)裂紋擴(kuò)展的障礙了 50％。如圖 1.2（b）所示，在翅膀的拉伸斷裂過程中，膜上的應(yīng)力逐漸增加，直至裂紋開始增長（0）。當(dāng)裂紋尖端時，裂紋傳播暫時停止，隨著拉力的逐漸增大，交叉靜脈�；跀嗔蚜W(xué)分析可知，大多數(shù)翅脈的形態(tài)間距與材料的mm）相匹配。這一研究表明蝗蟲翅膀的生物力學(xué)特性和形工程設(shè)計具有高韌性和低重量的“最佳”機(jī)械提供了解決

1.3 貝殼珍珠層“磚泥結(jié)構(gòu)”及裂紋偏轉(zhuǎn)行為：（a）珍珠層層疊結(jié)構(gòu)[19]，（珍珠層“磚泥結(jié)構(gòu)”[20]，（c）裂紋偏轉(zhuǎn)[21] 1.4 白蜆子殼三點彎曲斷口微觀形貌[29, 30]：（a）白蜆子殼，（b）斷口角質(zhì)與棱柱層，（c）斷口棱柱層放大圖，（d）斷口珍珠層放大圖經(jīng)過數(shù)億年的演變，在重力和環(huán)境負(fù)荷的作用下，自然界中的植物葉片獲

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]張掖濕地旱柳葉脈密度與水分利用效率的關(guān)系[J]. 徐婷,趙成章,韓玲,馮威,段貝貝,鄭慧玲.  植物生態(tài)學(xué)報. 2017(07)
[2]仿葉脈分形結(jié)構(gòu)在均熱板蒸發(fā)端的實驗研究[J]. 劉旺玉,王力,羅遠(yuǎn)強(qiáng).  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[3]六種沉香屬植物葉片解剖結(jié)構(gòu)研究[J]. 劉培衛(wèi),張玉秀,楊云,陳波.  廣西植物. 2017(05)
[4]葉脈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建和系統(tǒng)學(xué)意義研究進(jìn)展[J]. 孫素靜,李芳蘭,包維楷.  熱帶亞熱帶植物學(xué)報. 2015(03)
[5]基于葉片解剖結(jié)構(gòu)對青藏高原25種灌木的抗旱性評價[J]. 潘昕,邱權(quán),李吉躍,王軍輝,何茜,蘇艷,馬建偉,杜坤.  華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]板殼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋仿葉脈分布聲輻射優(yōu)化研究[J]. 史冬巖,顏鳳眠,韓家山,石先杰.  振動工程學(xué)報. 2014(05)
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[8]Preliminary studies on the basic factors of bionics[J]. REN LuQuan,LIANG YunHong.  Science China（Technological Sciences）. 2014(03)
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博士論文
[1]機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞壽命預(yù)測與可靠性方法研究[D]. 左芳君.電子科技大學(xué) 2016
[2]基于植物葉片結(jié)構(gòu)的仿生均熱板研究[D]. 彭毅.華南理工大學(xué) 2015
[3]鐵基合金功能表面耦合仿生激光制造工藝規(guī)律與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張寶玉.吉林大學(xué) 2015
[4]制動盤仿生耦合表面抗疲勞性能研究[D]. 楊肖.吉林大學(xué) 2015
[5]材料、形狀耦元、熱循環(huán)溫度對熱作模具熱疲勞性能的影響[D]. 孟超.吉林大學(xué) 2014
[6]形態(tài)、材料耦元對低碳鋼拉伸性能的影響[D]. 王傳偉.吉林大學(xué) 2014
[7]熱作模具激光仿生耦合修復(fù)研究、生產(chǎn)試驗及設(shè)備制造[D]. 叢大龍.吉林大學(xué) 2014
[8]蜻蜓翅膀功能特性力學(xué)機(jī)制的仿生研究[D]. 李秀娟.吉林大學(xué) 2013
[9]珍珠母多級微納米結(jié)構(gòu)的強(qiáng)韌機(jī)理[D]. 袁權(quán).重慶大學(xué) 2013
[10]網(wǎng)格型仿生表面形態(tài)汽車齒輪抗疲勞性能研究與數(shù)值模擬[D]. 呂尤.吉林大學(xué) 2012

碩士論文
[1]鑄鐵制動盤仿生表面的激光熔覆制備研究[D]. 朱旭.吉林大學(xué) 2017
[2]典型脈膜剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)昆蟲翅膀的形態(tài)特征及力學(xué)性能[D]. 劉蕓.吉林大學(xué) 2016
[3]基于植物氣孔與葉脈結(jié)構(gòu)的吸液芯結(jié)構(gòu)研究[D]. 王力.華南理工大學(xué) 2016
[4]基于植物葉形狀和葉脈的植物葉自動分類研究[D]. 劉春爽.浙江理工大學(xué) 2016
[5]H13鋼激光仿生強(qiáng)化熱疲勞及磨損性能研究[D]. 于義濤.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[6]形狀耦元與熱疲勞溫度對H13鋼熱疲勞性能的影響[D]. 周瑩.吉林大學(xué) 2014
[7]棕櫚科植物結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究與風(fēng)力機(jī)仿生[D]. 吳華鋒.華南理工大學(xué) 2013
[8]棕櫚科植物分枝結(jié)構(gòu)多尺度建模與葉柄力學(xué)性能分析[D]. 陳龍.華南理工大學(xué) 2012
[9]植物葉片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能關(guān)系研究[D]. 劉希鳳.華南理工大學(xué) 2010
[10]三種昆蟲膜翅結(jié)構(gòu)仿生模型與納米力學(xué)[D]. 張金.吉林大學(xué) 2008



本文編號：3582871