结构仿生学 课件 第3章 结构仿生学力学理论基础.pptx

结构静力学

弹性力学

多孔弹性理论

流体力学

流变力学

耦合应力理论

;平面体系的几何构造分析

静定结构受力分析

虚功原理与结构的位移计算

力法

位移法

力矩分配法;在弹性力学中，应力和应变关系是对遵守胡克定律的完全弹性体而言的。在小变形的情况下，应力在弹性限度范围内，大多数的实际材料都可以视为弹性体。

当一个物体所受载荷不超过其比例极限时，荷载与变形成线性关系，即物体服从胡克定律。

如果将外部载荷去除后，物体的变形可以完全恢复，即没有残余变形，则该物体称为线性弹性体，简称线弹性体。;构成生命体的功能活性材料（组织、细胞、细胞核等）是由间质流体等液体与蛋白纤维网络等固体骨架组成的生物含液多孔材料。必威体育精装版研究表明，细胞质、细胞核可视为多孔弹性材料。固体变形应变场与流体渗流场相互作用、相互影响，其流-固耦合力学行为可通过毕奥（Biot）多孔弹性理论来描述。;流体力学是研究在力的作用下，流体自身的静止和流动状态以及流体与固体界面之间的相互作用和流动规律的学科。生物体内包含着大量的液体，在生物力学研究中，流体力学理论和实验方法经常被用来研究相关问题。

流体力学的主要理论基础包括三大基本方程，即连续性方程、动量方程和能量方程。

;既有固体的变形特性又有流体的流动特性的物体称为流变体。如果把胡克弹性固体和牛顿黏性流体作为流变体中的两个极端，世界上所有的物质都属于流变体。流变体力学研究物质变形与运动的一般规律，简称流变力学。由于对胡克固体和牛顿流体研究得比较全面和深入，习惯上还是将不符合胡克定律的固体和不符合牛顿黏性定律的流体归于流变体，分别称为流变固体和流变流体。

按研究目的和方法不同，流变力学分为宏观和微观两类。前者注重流变体的宏观性质，基本目的是建立本构方程；后者注重材料的微观结构，揭示宏观性质与微观结构的关系。研究生物材料的流变特性已成为独立的分支，称为生物流变学。;流变固体的时间效应

黏弹性模型

自修复积分型本构关系

非线性黏弹性本构关系

非牛顿流体

广义牛顿流体

触变性流体;1.讨论

???材料与结构仿生材料的异同点。

讨论具体结构仿生设计中涉及的力学理论。

2.习题

从几何角度来看，结构可分为()。

A.复杂的杆件和板壳 B.梁、刚架、桁架、拱

C.杆件结构、板壳结构和实体结构 D.平面结构、空间结构