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臭蜣螂表皮纳米力学测试方法和纳米力学行为

孙霁宇  
【摘要】:农业机械部件的减粘降阻问题是农业机械化工程领域中的重要研究内容。本论文作者在国家杰出青年科学基金项目和教育部科学技术研究重点项目的资助下,以提高农业机械高效节能性能为目标,详细研究了臭蜣螂表皮材料在纳米力学测试过程中的蠕变规律和松弛现象,从试验中获得了臭蜣螂表皮纳米力学测量的最小加载速率和最小保压时间,确立了纳米力学测试的实验方法。首次较系统地研究了臭蜣螂各部位表皮材料的弹性模量和纳米硬度,对各部位的纳米力学性能进行了比较研究,探索了臭蜣螂表皮剖面材料的纳米力学性能变化规律。将粘弹性力学方法应用于生物材料的力学分析与建模中,探索了臭蜣螂表皮的微观力学结构,模型理论结果与试验结果吻合良好。论文的研究工作对于层状仿生复合材料乃至纳米复合材料研制将具有仿生学指导意义,其结论不仅在生物学和生态学研究中具有重要作用,而且在仿生工程技术方面必然产生重要影响。


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