仿鞘翅结构的轻质夹心板设计：力学性能提升的关键

本文主要探讨了"仿鞘翅轻质曲面夹心板结构的设计及其力学性能研究"这一主题，由郭策、曹秀燕和董本正三位作者共同完成。他们的研究灵感来源于自然界中的甲虫鞘翅，这种生物材料以其独特的特性，如超薄壳体、轻量化、高强度和韧性、抗断裂能力以及自我修复功能，为设计新型高性能结构提供了启示。研究团队利用三维激光扫描技术精确地获取了东方龙虱鞘翅的点云数据，通过对轮廓线的曲线拟合和逆向工程，成功重建出鞘翅的复杂曲面形状。 作者们深入分析了鞘翅的外形曲面特征和微观结构，以此为基础，设计并制造出了一种仿甲虫鞘翅的轻质曲面夹心板结构。他们采用有限元分析方法对仿生结构模型进行了深入的力学性能评估，并通过实验测试验证了分析结果的准确性和可靠性。这项工作着重于比较在保持相同结构尺寸的前提下，仿鞘翅曲面夹心板与传统平板夹心结构在力学性能上的差异，结果显示，仿生设计的曲面夹心板在诸多性能指标上表现出了显著的优势。 该研究不仅涵盖了仿生设计理论，还涉及到了材料科学的实际应用，特别是在高性能轻量化结构设计方面。论文的关键词包括“仿生设计”、“甲虫鞘翅”、“微观结构”、“曲面重建”以及“力学分析”，表明了研究内容的全面性和深度。这项研究成果对于推动生物启发的结构工程、材料科学以及工程应用领域的发展具有重要的理论价值和实践意义。读者可以通过链接<http://www.paper.edu.cn>查阅原文，深入了解这一创新的设计理念和技术方法。