论文题目: 臭蜣螂表皮纳米力学测试方法和纳米力学行为
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业机械化工程
作者: 孙霁宇
导师: 佟金
关键词: 臭蜣螂,表皮,纳米力学,测试方法,表面形态
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 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。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 甲壳类昆虫生物材料的构成及微观结构
1.2.1 甲壳类昆虫生物材料的纤维增强复合微观结构
1.2.2 金属含量
1.2.3 润湿性与表面形貌
1.3 甲壳类昆虫生物材料的研究方法及进展
1.3.1 纤维增强应用模型
1.3.2 孔洞拨出增韧模型
1.3.3 表面减粘降阻模型
1.4 材料力学性能测量
1.4.1 传统力学测试技术
1.4.2 纳米力学测试技术进展
1.4.3 纳米力学测试技术应用
1.5 本论文主要研究工作
第二章 臭蜣螂表皮的组织特征分析
2.1 臭蜣螂表皮的组成和结构
2.2 臭蜣螂表皮的材料分析
2.2.1 金属元素分析
2.2.2 傅立叶红外光谱分析
2.3 小结
第三章 纳米力学性能测试方法
3.1 实验用生物样品采集
3.2 纳米力学分析样品制备
3.2.1 在体实验样品制备
3.2.2 离体实验样品制备
3.3 材料纳米力学测量原理
3.4 纳米力学测试系统
3.4.1 压头的选择
3.4.2 仪器校准
3.5 臭蜣螂表皮的纳米力学测试方法
3.5.1 保压时间对弹性模量和纳米硬度的影响
3.5.2 加载速率对弹性模量和纳米硬度的影响
3.5.3 蠕变现象分析
3.5.4 最小保压时间的可靠性验证
3.5.5 方法应用
3.6 小结
第四章 臭蜣螂表皮材料纳米力学性能测量结果
4.1 同种昆虫不同部位的纳米力学性能分析
4.1.1 表面力学性能
4.1.2 表皮剖面材料的纳米力学性能
4.2 不同种类甲虫的纳米力学性能分析
4.3 不同种类生物材料的纳米力学性能对比分析
4.4 小结
第五章 臭蜣螂表皮材料的纳米力学性能分析
5.1 应力—应变关系
5.2 蠕变
5.3 臭蜣螂表皮材料的一维本构关系及粘弹性模型
5.4 小结
第六章 臭蜣螂表面形貌与润湿性分析
6.1 实验材料与方法
6.1.1 实验材料
6.1.2 表面形态测量
6.1.3 接触角测量
6.2 结果与讨论
6.2.1 表面形态特征
6.2.2 表面润湿行为
6.3 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间学术成果目录
致谢
摘要
ABSTRACT
发布时间: 2005-08-26
参考文献
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