編號：NMJS08520
篇名：基于野燕麥麥芒細胞的仿生自驅動復合材料制備及其吸濕變形分析
作者：劉夢云 徐獻忠 劉銘 李晨陽
關鍵詞： 微結構仿生設計 吸濕自驅動 有限元分析 新型復合材料 扭轉變形
機構： 鄭州大學力學與安全工程學院
摘要： 本研究以野燕麥麥芒細胞為研究對象,基于其吸濕自驅動行為的內在機理,利用定制的智能水凝膠為基材成功制備出兼具響應速率快、形變尺度大等特性的仿生自驅動復合材料,分析了長度、吸水時間和含水率對其扭轉變形的影響,并針對仿生自驅動復合材料的吸濕運動形式和變形結果進行了有限元分析。研究結果表明:仿生復合材料的長度越長,扭轉的圈數(shù)就越多,但長度過長會使材料吸濕后因承重過大而彎曲傾斜;吸濕平衡后的長度基本為吸水前長度的1.5倍;仿生復合材料軸向應變和扭轉角隨含水率的增加呈現(xiàn)不斷增加的趨勢,在整個含水率變化過程中,仿生材料軸向應變及單位長度扭轉角的最大值分別為29.99%、0.057 rad/mm;有限元計算結果與實驗結果吻合度較好,有效驗證了有限元分析方法的可行性及仿生材料吸濕變形結果的可靠性。
