骨頭、木頭、植物卷須等手性生物材料在亞細(xì)胞等多個(gè)結(jié)構(gòu)層次上含有螺旋微纖維等手性微結(jié)構(gòu)。手性微結(jié)構(gòu)不僅能夠智能地調(diào)控生物材料的生長(zhǎng)形貌、顏色等,還在很大程度上決定著材料的物理與力學(xué)性能,甚至是生物功能。手性微結(jié)構(gòu)賦予材料性能相應(yīng)的手性對(duì)稱性,使其表現(xiàn)出明顯的力-電、光-電等物理場(chǎng)的耦合以及拉-扭、彎-剪等力學(xué)變形的耦合。目前,對(duì)于手性材料的很多力學(xué)行為還不夠清楚,甚至欠缺基本的力學(xué)模型。本文建立了一維和二維手性材料的力學(xué)模型,對(duì)手性材料的彎曲、振動(dòng)等問題進(jìn)行了分析。本文基于微極材料的非中心對(duì)稱彈性理論和哈密爾頓原理,通過變分法建立了手性材料的鐵木辛柯梁模型,推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)方程。在材料手性影響下,該模型比非手性材料的鐵木辛柯梁模型多了兩個(gè)自由度,分別是沿梁的長(zhǎng)度方向和寬度方向的微轉(zhuǎn)角。在此基礎(chǔ)上研究了懸臂梁和簡(jiǎn)支梁的靜力彎曲和自由振動(dòng)問題,分析了手性參數(shù)和長(zhǎng)高比對(duì)于梁模型撓度、轉(zhuǎn)角及自然頻率的影響。另外,采用變分法建立了手性材料的板模型,推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)方程。研究了四邊簡(jiǎn)支板和兩對(duì)邊簡(jiǎn)支兩對(duì)邊自由板的靜力彎曲和自由振動(dòng)問題。分析了手性參數(shù)和長(zhǎng)高比對(duì)于板的撓度、轉(zhuǎn)角及自然頻率的影響。最后,基于手性材...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1自然界中的手性材料和結(jié)構(gòu)：(a)植物卷須；(b)蝸牛殼；(c)渦狀星云；(d)DNA分

1.1研究背景和意義手性是指物體與其鏡像不可重合的結(jié)構(gòu)特性，起初是一個(gè)幾何概念。一個(gè)物體具有手性是指其經(jīng)過平移和轉(zhuǎn)動(dòng)等對(duì)稱性操作不能與自身的鏡像相重合。像我們的雙手，左手與互成鏡像的右手不能重合，這樣的物體被稱為手性體，具有左手性或者右手性。手性體與其鏡像互稱對(duì)映體，如果一個(gè)物....

圖1-2自然界中的手性微結(jié)構(gòu)示意圖：(a)螃蟹外骨骼螺旋礦物棒堆垛結(jié)構(gòu)；(b)植物細(xì)

圖1-2自然界中的手性微結(jié)構(gòu)示意圖：(a)螃蟹外骨骼螺旋礦物棒堆垛結(jié)構(gòu)；(b)植物細(xì)多層螺旋面結(jié)構(gòu)；(c)細(xì)菌鞭毛蛋白螺旋排列；(d)球形駝蝶螺斷口截面螺旋纖維結(jié)構(gòu)[12]Figure1-2Helicalmicrostructuresinnature:(a)Bo....

圖1-3(a)DNA分子光鑷實(shí)驗(yàn)原理示意圖

NA分子光鑷實(shí)驗(yàn)原理示意圖[25]；(b)DNA分子磁鑷實(shí)驗(yàn)原理a)OpticaltweezerstensiletestonDNAmolecules;(b)MagnetictwtestonDNAmolecules性碳管的力學(xué)研究。自從日本學(xué)者Iij....

圖1-4碳管扭轉(zhuǎn)過程圖

第一章緒論扭轉(zhuǎn)作用的單壁碳納米管的屈曲行為，作者通過對(duì)比室溫和極高溫度兩種不同件下模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較高的溫度環(huán)境容易導(dǎo)致形成各種缺陷，從而更易于發(fā)生曲[33]。Liang等人應(yīng)用經(jīng)典的分子動(dòng)力學(xué)和經(jīng)驗(yàn)勢(shì)方法，展示了單壁碳納米管軸向變形與其扭轉(zhuǎn)相耦合，小應(yīng)變行為與手性和曲率誘發(fā)....

本文編號(hào)：4029025