轻质多功能仿生结构的机理与制备研究

摘要

近年来随着高新技术产业的飞速发展,对材料的轻质高强、耐损失等提出了更高要求,传统材料已无法满足这一需求,越来越多的科研工作者将目光转向了大自然,希望从中汲取设计灵感.项目提出以甲虫鞘翅微结构的几何拓扑为轻质结构构形设计的生物模板,研究基于碳纤维复合材料的轻质多功能仿生结构的构形仿生、多功能协同设计、多目标优化的测评理论和技术及其制备方法和工艺规范,为工程应用提供理论和技术支撑,并最终获得新型轻质结构材料.利用响应面法和遗传算法开展仿生轻质结构在飞机大开口区的多功能协同优化设计及在航天飞行器翼舵类结构件上的拓扑优化设计，获得结构材料的最大比强度和比刚度，以及优异的传热性能。