天然絲瓜筋及其仿生結構的力學性能研究.pdf

1、多孔材料是一種經典工程材料，這種材料不僅因為其質輕，更因為其在保留了原有材料的一些特性的同時，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，具有復雜的多孔結構以及良好的力學性質，引起了我們的關注。本文主要研究這種天然多孔材料的結構特點及力學特性，并且仿生設計出一種圓筒接頭蜂窩結構。
　　鑒于絲瓜筋的多尺度結構，我們從三個尺度上對絲瓜筋進行力學研究。首先，我們用掃描電子顯微鏡對單根絲瓜筋進行觀察，并使用萬能

2、測試機對其力學性質進行測試;然后在絲瓜筋不同部位（周壁和中心）選取塊狀樣品進行壓縮測試并進行比較不同部位力學性能的差別;最后我們對段狀的絲瓜筋進行力學分析。結果表明:單根絲瓜筋也是一個復合的多孔材料，有著較高的楊氏模量和屈服強度。對于塊狀樣品，我們發(fā)現沿孔壁的縱狀纖維很明顯地加強了絲瓜筋的力學性質，特別是影響了絲瓜筋的楊氏模量以及能量吸收能力。因為中心段樣品的單根纖維較周圍部較硬，我們也比較了這兩種樣品的本構關系。段狀樣品的應力-應變曲