本文關鍵詞：動物外骨骼形態(tài)研究與設計應用

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【摘要】：本文以動物外骨骼,尤其是節(jié)肢動物外骨骼研究為例,探討了形態(tài)設計研究與仿生造型設計的方法,并嘗試探索跨學科的研究模式,并將所得研究成果初步應用于飛行器機體的概念設計。本論文所屬學科為設計學,但并非以發(fā)現(xiàn)問題和解決問題為線索,而是以基礎研究為出發(fā)點,突出了基礎研究的作用,輔以設計產(chǎn)出,強調(diào)形態(tài)研究的過程與方法,并探索研究成果的應用廣泛性。研究過程中,綜合運用了多種方法,例如直接觀察法、間接觀察法、模型法、實驗法等等,有些方法并非取自設計學本身,而是借鑒自其他學科。設計學新晉成為一級學科,其自身方法體系也在不斷完善之中。本研究也是對設計學當中的仿生設計方法、形態(tài)研究方法的一次探索。通過對昆蟲綱中幾類具有典型代表性的動物的觀察,其中包括整體觀察,解剖觀察,顯微觀察,充分了解其外骨骼的功能與造型之間的聯(lián)系,在此基礎上,進一步分析和歸納其形態(tài)規(guī)律,并加以提煉和驗證,最終得出明確的形態(tài)規(guī)律。由此進入設計應用階段,將研究所得形態(tài)規(guī)律與眾多潛在的應用載體相關聯(lián),通過昆蟲的生活行為、以及其力學結(jié)構等方面進行類比,確定最終的應用對象為飛行器機體。再經(jīng)過形式上的調(diào)整,使得最終的概念設計趨于完整。
【關鍵詞】：動物外骨骼 形態(tài)研究 仿生 飛行器
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V22;TB17
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究背景8
• 1.2 研究目的與意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)9-15
• 1.3.1 設計形態(tài)學的發(fā)展9-10
• 1.3.2 國內(nèi)外形態(tài)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.3 外骨骼研究的現(xiàn)狀13-15
• 1.4 研究思路與研究方法15-17
• 第2章 動物的生命活動與其外骨骼17-21
• 2.1 研究對象17-19
• 2.1.1 具有外骨骼的動物的定義與分類17
• 2.1.2 研究對象范圍的界定17-19
• 2.2 動物外骨骼與其生命活動的關系19-21
• 2.2.1 外骨骼的相似性19
• 2.2.2 外骨骼的差異性19-21
• 第3章 動物外骨骼形態(tài)規(guī)律21-49
• 3.1 幾類典型昆蟲外骨骼形態(tài)的觀察分析21-31
• 3.1.1 鞘翅目外骨骼形觀察21-27
• 3.1.2 半翅目外骨骼觀察27-29
• 3.1.3 蜻蜓目外骨骼觀察29-31
• 3.2 昆蟲外骨骼形態(tài)規(guī)律提取31-49
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集與還原31-32
• 3.2.2 原型功能分析32-33
• 3.2.3 典型形態(tài)規(guī)律提取與驗證33-49
• 第4章 設計應用對象的選取——飛行器機體抗墜毀設計49-53
• 4.1 尋找設計應用對象49
• 4.2 昆蟲外骨骼與飛行器機體設計的可類比性49-50
• 4.2.1 力學結(jié)構的可類比性50
• 4.2.2 活動機制的可類比性50
• 4.2.3 空間布局的可類比性50
• 4.3 利用仿生學原理進行飛機機體設計的價值50-53
• 4.3.1 飛機機體設計的現(xiàn)實需求50-51
• 4.3.2 直升機抗墜毀設計的發(fā)展現(xiàn)狀51-53
• 第5章 無人機抗墜毀設計53-63
• 5.1 機型與布局設定53
• 5.2 具體設計結(jié)合點解析53-57
• 5.2.1 外骨骼截面形狀同飛機機體抗墜毀截面形狀設計53-54
• 5.2.2 外骨骼邊界形狀同飛機機體抗墜毀形狀設計54
• 5.2.3 甲蟲類外骨骼表面與飛機抗墜毀表面設計54-55
• 5.2.4 外骨骼支撐部分截面形狀與飛機連接件截面形狀設計55-57
• 5.3 設計發(fā)散57-58
• 5.4 方案優(yōu)選與修正58-63
• 第6章 結(jié)論63-67
• 參考文獻67-69
• 致謝69-71
• 附錄A 獨角仙解剖實驗71-73
• 附錄B 蜻蜓解剖觀察73-75
• 附錄C 鍬甲解剖觀察75-77
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果77

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本文編號：571466