仿生设计

摘要： 为了更好地实现叶片表面的流动控制,提升多翼离心风机的气动性能。本文突破传统仿鱼形叶片型线设计的局限性,基于优化叶片中弧线和鱼体单侧轮廓线发展了一种吸力面仿鱼形叶片。首先采用Box-Behnken响应面实验设计方法对叶片的进口角、出口角、叶片数和轮径比进行参数化设计,通过二次回归拟合得到叶片参数与风量的函数关系及最优参数组合。然后将鱼体单侧轮廓线应用在具有最优设计参数的叶片上,以提升多翼离心风机的气动性能。通过数值模拟方法研究了叶片仿生设计对多翼离心风机气动性能的影响,揭示了吸力面仿鱼形设计叶片的流动控制机理。与原型相比,采用吸力面仿鱼形叶片的多翼离心风机风量增加了8.4%,效率提升了6.73%。研究结果表明:吸力面仿鱼形叶片的叶道内的流场分布明显优于单圆弧等厚叶片和传统仿鱼形叶片,其压力面型线保留了单圆弧等厚叶片的流动控制性能,吸力面型线仿生设计改善了叶片吸力面的流场分布,有效抑制了蜗舌处及其下游通道内的流动分离,提高了多翼离心风机叶轮的做功能力。

摘要： 目的探索以诠释项为理论基础的产品仿生设计思路,并将其转化为产品造型仿生设计方法。方法以仿生设计层次为基础,以皮尔斯符号三性论为切入点,阐述生物、产品在形态符号解释和功能符号解释方面的内容。建立生物对象符号解释和产品对象符号解释间的联系,并以此映射关系为基础,提出产品形态仿生设计的方法。结果通过符号解释之间的联系,以实践的方式建立鲸鱼与2种不同产品间的联系,分别推导出2款具备典型生物特征且产品类别指示明显的设计方案。结论仿生产品设计结果作为符号,被指向其生物对象和产品对象,以诠释项为基础建立的产品仿生设计层次关系,将提高生物特征和产品特征融入设计结果中的效率,同时也可以使用户以更准确的方式接收并理解产品所表现出的设计意义。

摘要： 仿生设计是工业设计中重要的创新手段和研究方法,文章首先对仿生设计进行概述,以张拉整体结构仿生水母推进器为研究对象,从形态仿生、功能仿生和结构仿生三个方面阐述了仿生设计在张拉整体结构仿生水母推进器整中的应用,为仿生水母推进器的创造设计提供了新的灵感,不仅能够有效增加推进器的外形美感,还可以对其内部结构进行完善,满足推进器设计研究的相关要求,保障推进器的水下推动力,降低能源的消耗,从而维护海洋的良好生态环境,符合绿色设计的标准。

摘要： 总结湿驱动仿生人工肌肉纤维材料的研究进展。概述了具有不同外界刺激柔性驱动响应人工肌肉材料的驱动机理和形变特征,重点总结和分析了纤维状湿驱动仿生人工肌肉常用原材料、构型、驱动机制及其性能的研究进展,介绍湿驱动仿生人工肌肉在智能服装、柔性机器人以及医疗辅助装置等领域的潜在应用,对今后研究提出建议。认为:制备具有多重刺激响应、集成一体化和驱动耐久性优良的人工肌肉材料仍是当前的研究热点,对于将湿驱动人工肌肉通过机织、针织、编织等手段加工成智能纺织品,实现更为复杂的运动等方面还需深入探究。

摘要： 陶瓷材料因其优异的耐磨性、化学稳定性、生物相容性和美观性被广泛用于牙齿缺损和缺失修复。本文首先介绍了牙科陶瓷材料的化学成分、微观结构和力学性能,基于陶瓷材料的磨损与磨蚀机制,归纳总结了牙科陶瓷材料摩擦学性能优化方面所取得的进展,指出陶瓷材料和天然人牙摩擦学性能失配严重制约了陶瓷修复体的临床应用,进而从室验介质、对摩副以及载荷、位移和循环次数等方面分析汇总牙科陶瓷材料摩擦学性能的体外测试方法。最后,从仿生摩擦学角度探讨了牙科陶瓷材料的未来发展趋势,并指出研制仿生陶瓷基复合材料是解决陶瓷修复体与天然人牙摩擦学性能失配难题最具潜力的策略。

摘要： 为降低开沟器犁地阻力,同时提高开沟效率,基于仿生设计方法对开沟器曲面进行优化设计。仿生开沟器设计依据土栖生物蝼蛄独特的爪趾形态特征,因其在快速挖掘过程中其爪趾具有突出的低阻力特性。通过逆向工程方法构建出蝼蛄爪趾的生物立体模型,并模拟4个爪趾楔入土壤的过程。结果显示,爪趾T2在楔入角度为35°时土壤应力值相对最小且应变值相对最大。提取爪趾T2的4条生物轮廓曲线,对曲线进行拟合后应用于仿生开沟器的设计方案。将仿生开沟器设计方案通过模拟仿真方法进行验证,在相同条件下对原型开沟器进行仿真实验。研究表明,优化后的仿生开沟器作用于土壤后,较原型开沟器作用于土壤产生的最大应力降低56.32%,最大应变提高27.80%,提高了开沟器的开沟效率。

摘要： 目的对设计形态学在军事仿生机器人设计领域的研究现状进行梳理、归纳和分析,为设计服务于国防建设和军事装备提供思路和参考。方法首先从设计形态学的内涵出发,结合仿生设计理论,详细解读设计形态学,如何能够通过融合多学科知识,来辅助新型军事仿生机器人研制;其次,根据军事仿生机器人作战域的不同,从陆地、水下和空中(间)军事仿生机器人3个方面展开,论述了国内外设计形态学助力军事仿生机器人发展的现状,归纳并阐述了不同类型军事仿生机器人设计的特点;最后,总结并分析了设计形态学在军事仿生机器人设计领域进行应用的发展趋势,对设计形态学助力军事装备的研究方法及研究重点进行了展望。结论设计形态学是一种强调系统的理论体系,是融合仿生学方法的生物激励模式下的设计形态创新,能够有效地支持军事仿生机器人领域的融合创新。随着人工智能技术的不断发展,设计形态学在军事仿生机器人领域的应用将逐步向人机共融智能设计方向演化。

摘要： [研究意义]自然元素仿生设计多年来一直受到设计师的青睐,其中羽毛元素被大量应用于服装设计中,但是基于羽毛元素的自然仿生服装设计研究甚少。[研究内容]基于这一问题,文章以羽毛元素为例,以自然仿生元素在服装设计中的应用方法为出发点,研究了自然元素仿生设计中色彩的运用,造型特征,面料肌理及肌理图案的应用方法,进而研究其在仿生服装设计中的应用类型及特征,并以此为切入点将其细化到羽毛元素,从具体形象的使用、抽象概括和意象与联想的表达这三个方面分析了羽毛元素在服装设计中的应用方法。最终总结出大自然是仿生服装设计取之不尽的源泉,以羽毛元素为代表的自然元素仿生设计是未来服装设计蓬勃发展的方向之一。

摘要： 为了解决仿生设计中存在的不能准确把握用户的感性需求、仿生对象与输出产品的特征映射关系较模糊的问题,使仿生设计高效开展,引入感性匹配的方法,完善仿生设计流程,来提升设计方案与仿生对象的匹配程度,再利用Rhino及Grasshopper参数化设计平台,生成多种仿生设计方案。以产品肌理为设计对象,利用感性匹配的方法确定感性词汇与仿生对象的对应关系,再通过参数化建模方式输出多种仿生肌理设计方案。将肌理方案附着于同一产品进行对比性的感性评价实验,最终评价结果较为理想。利用感性匹配和参数化方法的仿生肌理设计,能够将设计对象与仿生对象合理对应起来,生成的肌理方案用于产品上之后,也更符合用户的感性需求。

摘要： 针对气流输送式排种系统分配器工作过程中存在紊流等现象破坏种子流分配均匀性的问题,以鲫鱼流线型曲线为仿生原型,提出了一种分配器仿生设计方法。对鲫鱼进行三维扫面,获取点云数据,利用Matlab软件拟合得到4条鲫鱼流线型曲线,设计4种不同结构分配器,同时采用标准kε模型非稳态的Lagrangian耦合算法对4种仿生结构分配器与原结构分配器进行气固两相流耦合仿真对比,得到最优结构。采用二次回归通用旋转组合设计试验,以播种量和风机频率作为影响因素,以各行排量一致性变异系数作为试验指标,对最优结构分配器开展验证试验。仿真分析结果表明:根据前上部曲线设计的分配器基本消除紊流现象且压力损失与各行排量一致性变异系数最小,确定其为最优结构。验证试验结果表明:优化后的分配器各行排量一致性变异系数不大于3.72%,满足实际生产需求,说明流线型分配器能够有效提高排种系统种子分配均匀性。

摘要： 基于鸵鸟足垫优异的缓冲性能并受其启发,以鸵鸟足垫为生物原型,基于三维激光扫描技术、核磁共振成像技术及逆向工程技术,并结合工程仿生学原理,将鸵鸟足垫应用于运动鞋中底的结构和材料仿生设计,得到了一种新型的具有优良缓震性能的仿生运动鞋中底.对鞋底进行冲击工况下的数值模拟,结合简易冲击试验台实物冲击试验,并通过鞋垫式足底压力系统对"足-鞋"界面参数进行提取,完成仿生中底缓震性能评估,研制出一种具有优良缓震特性的运动鞋中底.本研究可为缓震中底的设计提供全新的设计思路和理论依据.

摘要： 气动外形优化设计是减小平流层飞艇气动阻力、降低推进能耗的有效手段.仿生是人类最早、最朴素的学习方式,经过漫长的自然演变和优化选择,僧帽水母获得了独特的囊体外形和水阻特性,为平流层飞艇设计提供了重要的仿生启发.区别于常规的椭球旋成体和水滴外形,本文设计了一种僧帽水母生物启发的气动外形.首先,以僧帽水母为仿生对象,通过生物观测实验和图像处理研究其形态特征并获取仿生依据;然后,针对平流层环境特性和飞行任务需求,采用"形仿"的思路设计艇囊的气动外形;最后,建立CFD(Computational Fluid Dynamics)网格模型,计算分析仿生平流层飞艇的气动特性.结果表明:典型工况下,与常规气动外形相比,仿生平流层飞艇的升阻比提高60%以上.

摘要： 我国高端装备制造业的发展对机床加工精度提出了更高要求,数控转台作为机床的关键部件,其动态特性对加工精度影响较大.在高速加工过程中,数控转台受变载荷和多种热源的作用而产生热-力耦合效应,直接影响其动态特性.针对上述问题,在深入剖析国内外数控转台研究成果的基础上,提出研究高速数控转台的动力学效应和温度场分布,探索热-力耦合效应及其产生的机理,建立转台的热-力耦合模型.对高速数控转台热-力耦合模型进行瞬态和稳态分析,揭示热-力耦合动态演变规律,得到高速数控转台热-力耦合动态特性.鉴于蜂窝结构具有良好的散热性及力学性能,研究基于蜂窝的转台仿生原理,获取高速数控转台热-力耦合仿生设计准则.以提高转台热-力耦合动态特性为目的,运用仿生设计准则对结构进行多目标优化,形成一套新颖的高速数控转台热-力耦合仿生优化设计方法.探讨的内容为高速数控转台优化设计方法研究提供了一种新的思路.

摘要： 针对智能制造技术的发展,针对龙门剪切机刀具切割过程优化,深入分析龙门剪切机刀具的智能制造技术创新与发展.本文首先通过对比分析龙门剪切机刀片是属于极易失效的重型切割用刀具,其主要的失效方式为磨粒磨损.本文拟深入探讨龙门剪切机仿生刀片的智能制造需求与今后未来的发展方向,结合现有的龙门剪切机,使龙门剪切机向自动化、智能化、绿色化的发展方向前进,整体提高重型切割机械的工作效率.rn 獾具有不同种类和结构的牙齿，能够完成对食物的刺入、切割和研磨，每种牙齿的结构和功能也不尽相同，未来可以从不同牙齿的结构和功能出发，对其排列方式和作用机理进行分析研究，为不同用途的剪切机刀片提供仿生设计的基础；剪切机刀片的性能不仅与其结构相关，材料也是提高其力学性能的途径之一，如AIMgB系陶瓷材料在摩擦磨损过程中表现出稳定的低摩擦系数和良好的耐磨性。将高性能材料也用于设计中，以进一步改善切割性能。将獾牙齿的结构、排列及高性能材料等因素进行耦合，找出最佳的刀片设计方案，为高性能刀片的设计与推广提供理论支撑。rn 目前，对于切割刀具耦合仿生优化设计方法的研究还十分欠缺，而仿生切割刀具结构设计也往往是建立在经验基础上的，缺少系统的理论支撑。未来可以将仿生设计方法升华成一套系统的理论，为刀片及其他类型的切割刀具乃至其他领域的仿生设计提供技术参考。

摘要： 为丰富大众健身活动项目,提高国民身体素质,采用现代运动项目保龄球和地方传统体育游戏"冲老白"相结合的思想研制一款体育休闲器械——户外保龄球:该体育器材形状采用仿生设计，近似梯形,上下底部平整,两侧和边缘圆滑无棱角,橡胶材料安全环保,颜色多样,表面或内部有图案,产品外观艳丽多彩、图案多样,大小适合参与者用手持握,该产品携带方便,使用灵活,是一款适合大众健身需求的体育器械.

摘要： 人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史.在自然界里,存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物,这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物.诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼,都是典型的生物组织制造出的生物矿物.运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点.本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展,系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用,实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化,这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景.

摘要： 人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史.在自然界里,存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物,这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物.诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼,都是典型的生物组织制造出的生物矿物.运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点.本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展,系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用,实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化,这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景.

摘要： 人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史.在自然界里,存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物,这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物.诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼,都是典型的生物组织制造出的生物矿物.运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点.本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展,系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用,实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化,这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景.

摘要： 人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史.在自然界里,存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物,这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物.诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼,都是典型的生物组织制造出的生物矿物.运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点.本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展,系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用,实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化,这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景.

摘要： 文章概述了深度沉浸式智能物联运动装备特点。该装置运用仿生机械、人机工程运功仿真、大数据和物联网、VR虚拟现实、数字通信等原理,将虚拟世界与现实人体运动健身进行实时互动连接的小型化智能运动模拟装备.具备有氧运动健身、运动负荷模拟、立体安全保护、运动能力自主学习、智能数字教学、虚拟现实体育电竞、多种滑行运动体验等创新功能,及智能健身、娱乐、教学、竞技、表演、体育文化价值于一身.

摘要： 本发明公开了一种采用仿生物中轴设计的风电叶片，包括主加强筋、侧加强筋和上下铺层，侧加强筋设置于主加强筋的两侧，上下铺层把主加强筋和侧加强筋夹于中间，主加强筋处于风电叶片的最大厚度处。本采用仿生物中轴设计的风电叶片在现有风电叶片的基础上采用仿生物中轴的设计原理来布置风电叶片的主加强筋、侧加强筋和铺层(主加强筋和侧加强筋相当于叶脉)，模拟和试验结果都表明采用仿生物中轴的设计原理设计的风叶不仅在满足同样设计要求的情况下可以节省材料，而且在耗材相同时对极限载荷的适应范围更加广泛，在同样工况下的疲劳寿命得到很大的提高。

摘要： 本发明公开了一种具有多级有序结构的生物活性仿生纤维结缔组织及制备方法与仿生肌腱、仿生韧带。所述生物活性仿生纤维结缔组织的制备方法，包括步骤：将活性纳米材料与生物墨水混合得到打印浆料，其中，所述活性纳米材料含有成骨和/或成腱的活性离子；将所述打印浆料进行3D打印制备得到复合水凝胶支架；将所述复合水凝胶支架拉伸并干燥处理，制备得到所述生物活性仿生纤维结缔组织。本发明能够制备出具有多级有序结构的生物活性仿生纤维结缔组织，且具有制备工艺简单，易于操作的优点，有利于工业推广和应用。

摘要： 本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种仿生羽毛及采用该仿生羽毛的仿生飞行器，所述的仿生羽毛，包括羽片和用于支撑所述羽片的羽轴，所述羽片包括若干羽片单元，相邻的羽片单元之间相贴合，在沿羽轴的长度方向上，羽轴划分为支撑段和装配段，所述羽片单元包括与所述羽轴相贴合的上羽片单元和下羽片单元，所述上羽片单元位于所述羽轴上方，所述下羽片单元位于所述羽轴下方，在所述支撑段上至少存在有一部分为包覆段，在所述下羽片单元上设置有用于容纳所述包覆段的容纳腔。本发明的仿生羽毛结构，大幅降低了羽毛气体动力学设计难度，使仿生飞行器的精密气体动力学设计成为现实，并且能够显著减轻羽毛重量和提高仿生羽毛寿命。

摘要： 本发明公开了一种基于斐波那契螺旋线的仿生加筋壁板设计方法及仿生加筋壁板。所述加筋壁板结构包括一系列按照斐波那契数列生成的斐波那契关键点规则排布后进行插值曲线为基础的壁板加筋，所述壁板加筋由多根曲线为驱动进行设计，可以将壁板加筋设计为截面是矩形，T形等形状。此外，所述斐波那契螺旋线朝两个方向均要生成，生成后的曲线产生很多交点，并且将平面区域分割为许多大小不一的区域。本发明为需要高承载性能的壁板提供了一种加强方式，基于斐波那契螺旋线的加筋壁板结构通过在壁板开孔附近引入更多的材料，可提高单一孔的承载能力，使孔附近的壁板不容易因屈曲失稳有利于进一步实现结构的轻量化设计。

摘要： 本发明公开了一种采用仿生物中轴设计的风电叶片，包括主加强筋、侧加强筋和上下铺层，侧加强筋设置于主加强筋的两侧，上下铺层把主加强筋和侧加强筋夹于中间，主加强筋处于风电叶片的最大厚度处。本采用仿生物中轴设计的风电叶片在现有风电叶片的基础上采用仿生物中轴的设计原理来布置风电叶片的主加强筋、侧加强筋和铺层(主加强筋和侧加强筋相当于叶脉)，模拟和试验结果都表明采用仿生物中轴的设计原理设计的风叶不仅在满足同样设计要求的情况下可以节省材料，而且在耗材相同时对极限载荷的适应范围更加广泛，在同样工况下的疲劳寿命得到很大的提高。

摘要： 本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种仿生羽毛及采用该仿生羽毛的仿生飞行器，所述的仿生羽毛，包括羽片和用于支撑所述羽片的羽轴，所述羽片包括若干羽片单元，相邻的羽片单元之间相贴合，在沿羽轴的长度方向上，羽轴划分为支撑段和装配段，所述羽片单元包括与所述羽轴相贴合的上羽片单元和下羽片单元，所述上羽片单元位于所述羽轴上方，所述下羽片单元位于所述羽轴下方，在所述支撑段上至少存在有一部分为包覆段，在所述下羽片单元上设置有用于容纳所述包覆段的容纳腔。本发明的仿生羽毛结构，大幅降低了羽毛气体动力学设计难度，使仿生飞行器的精密气体动力学设计成为现实，并且能够显著减轻羽毛重量和提高仿生羽毛寿命。

摘要： 本发明涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生手指、仿生机械手及仿生机器人，该仿生手指包括：指尖；底座，所述底座用于与手掌相连接；杆件，所述杆件的一端通过第一旋转轴与底座传动连接，且所述杆件的另一端通过第一连接件与指尖传动连接；指座，所述指座的一端通过第二连接件与所述指尖传动连接，且所述指座的另一端通过第三连接件与底座传动连接；其中，驱动所述第一旋转轴转动，通过所述杆件带动指尖和指座同步进行屈伸动作；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种具有多级有序结构的生物活性仿生纤维结缔组织及制备方法与仿生肌腱、仿生韧带。所述生物活性仿生纤维结缔组织的制备方法，包括步骤：将活性纳米材料与生物墨水混合得到打印浆料，其中，所述活性纳米材料含有成骨和/或成腱的活性离子；将所述打印浆料进行3D打印制备得到复合水凝胶支架；将所述复合水凝胶支架拉伸并干燥处理，制备得到所述生物活性仿生纤维结缔组织。本发明能够制备出具有多级有序结构的生物活性仿生纤维结缔组织，且具有制备工艺简单，易于操作的优点，有利于工业推广和应用。

摘要： 本发明公开了一种结合仿生设计的齿轨动车地板轻量化设计方法，包括：分析地板的受载工况，选取极端边界条件；定义设计区域；设置拓扑优化的目标为应变能最小且一阶垂弯固有频率最大；进行计算并得到拓扑构型；根据拓扑构型进行仿生设计而得到若干个仿生地板结构；将每个仿生地板结构的尺寸参数化，分析各尺寸对地板关键指标的敏感度，并设定所述敏感度最高的多个尺寸参数作为优化变量，构建响应面；设定尺寸优化的目标为质量最小、最大等效应力最小、最大垂向位移最小和一阶垂弯固有频率最大，进行多目标响应面尺寸优化，得到地板优化结构；将地板优化结构进行分析、筛选。本发明在实现地板综合性能的提升的基础上，能够提供多种优化结构方案。

摘要： 本发明公开了一种结合仿生设计的齿轨动车地板轻量化设计方法，包括：分析地板的受载工况，选取极端边界条件；定义设计区域；设置拓扑优化的目标为应变能最小且一阶垂弯固有频率最大；进行计算并得到拓扑构型；根据拓扑构型进行仿生设计而得到若干个仿生地板结构；将每个仿生地板结构的尺寸参数化，分析各尺寸对地板关键指标的敏感度，并设定所述敏感度最高的多个尺寸参数作为优化变量，构建响应面；设定尺寸优化的目标为质量最小、最大等效应力最小、最大垂向位移最小和一阶垂弯固有频率最大，进行多目标响应面尺寸优化，得到地板优化结构；将地板优化结构进行分析、筛选。本发明在实现地板综合性能的提升的基础上，能够提供多种优化结构方案。