结构仿生学 / 战略性新兴领域“十四五”高等教育系列教材
￥53.00定价
作者： 孙霁宇
出版时间：2025-02-10
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111771869
- 1-1
- 547302
- 平装
- 2025-02-10
- 334
内容简介
本书从生物结构和结构仿生的内涵和基础知识体系出发，从生物结构的三个角度（构件、构材和联结）简要分析了结构仿生方式，介绍了结构仿生学中涉及的力学理论基础，系统地阐述了结构仿生设计方法并给出了具体设计范例和结构仿生学的典型应用案例。全书共5章，主要内容有生物结构与结构仿生学概述、生物材料特性与结构仿生方式、结构仿生学力学理论基础、结构仿生设计方法、结构仿生学典型应用案例。各章章末设讨论与习题，力争在新工科背景下，优化讨论课教学模式，强化教学效果，提高工科人才培养质量，为社会输出“卓越工程师”。本书内容全面、新颖，在力求保持结构仿生学的系统性和完整性的基础上，着重介绍一些应用广泛、相对成熟的先进技术。
本书可作为仿生科学与工程专业的本科生、研究生教材，也可作为相关专业的教材和教学参考书，还可作为工程技术人员的参考书。
本书可作为仿生科学与工程专业的本科生、研究生教材，也可作为相关专业的教材和教学参考书，还可作为工程技术人员的参考书。
目录
目录
前言
第1章生物结构与结构仿生学概述1
11生物结构1
111生物结构的概念与构成1
112生物结构的分类2
113生物结构的研究3
12结构仿生4
121结构仿生的分类及基本规则4
122结构仿生学发展现状4
讨论与习题6
第2章生物材料特性与结构仿生
方式7
21生物材料特性7
22生物材料的结构仿生方式9
221构件结构仿生方式9
222构材结构仿生方式13
223联结结构仿生方式16
23生物材料结构仿生18
231构件结构仿生19
232构材结构仿生54
233联结结构仿生59
24仿贝壳结构材料设计范例91
241确立产品/目的需求和选取生物
对象91
242提取仿生对象特征和简化仿生
对象特征91
243选取仿生材料91
244确定制备方法、工艺参数调整和
几何参数设计93
245表征仿生设计产品93
讨论与习题93
第3章结构仿生学力学理论基础95
31结构静力学95
311平面体系的几何构造分析95
312静定结构受力分析96
313虚功原理与结构的位移计算97
314力法101
315位移法102
316力矩分配法103
32弹性力学105
33多孔弹性理论106
34流体力学107
35流变力学108
351流变固体的时间效应109
352黏弹性模型110
353积分型本构关系113
354非线性黏弹性本构关系114
355非牛顿流体115
356广义牛顿流体116
357触变性流体118
36耦合应力理论119
讨论与习题120
第4章结构仿生设计方法121
41结构仿生设计一般过程121
42构件表面结构仿生设计122
421表面减阻功能结构124
422表面减阻结构仿生设计原理130
423仿生减阻深松铲设计范例130
43构件结构仿生设计132
431仿生步进执行器132
432仿生步进压电执行器设计原理136
433仿生步进压电执行器设计范例144
44构材结构仿生设计148
441梯度的一般性质149
442仿生梯度材料设计原理149
443仿生梯度材料设计范例153
45联结结构仿生设计155
451点阵结构材料155
452拓扑优化方法156
453仿竹吸能结构材料设计范例157
讨论与习题163
第5章结构仿生学典型应用案例164
51结构仿生学与材料工程164
511陶瓷基复合材料164
512组织工程材料174
513仿生智能材料177
52结构仿生学与建筑工程179
521仿生建筑的概念180
522仿生建筑的分类180
523仿生建筑的空间特征184
524经典仿生建筑设计案例185
53结构仿生学与机械工程187
531仿生机械学定义187
532仿生机械与机器人技术、
康复工程188
533仿生机械设计案例192
54结构仿生学与航空航天工程203
541金属结构材料204
542空间结构复合材料205
543结构功能材料206
544仿生空间结构设计案例207
讨论与习题209
参考文献210
前言
第1章生物结构与结构仿生学概述1
11生物结构1
111生物结构的概念与构成1
112生物结构的分类2
113生物结构的研究3
12结构仿生4
121结构仿生的分类及基本规则4
122结构仿生学发展现状4
讨论与习题6
第2章生物材料特性与结构仿生
方式7
21生物材料特性7
22生物材料的结构仿生方式9
221构件结构仿生方式9
222构材结构仿生方式13
223联结结构仿生方式16
23生物材料结构仿生18
231构件结构仿生19
232构材结构仿生54
233联结结构仿生59
24仿贝壳结构材料设计范例91
241确立产品/目的需求和选取生物
对象91
242提取仿生对象特征和简化仿生
对象特征91
243选取仿生材料91
244确定制备方法、工艺参数调整和
几何参数设计93
245表征仿生设计产品93
讨论与习题93
第3章结构仿生学力学理论基础95
31结构静力学95
311平面体系的几何构造分析95
312静定结构受力分析96
313虚功原理与结构的位移计算97
314力法101
315位移法102
316力矩分配法103
32弹性力学105
33多孔弹性理论106
34流体力学107
35流变力学108
351流变固体的时间效应109
352黏弹性模型110
353积分型本构关系113
354非线性黏弹性本构关系114
355非牛顿流体115
356广义牛顿流体116
357触变性流体118
36耦合应力理论119
讨论与习题120
第4章结构仿生设计方法121
41结构仿生设计一般过程121
42构件表面结构仿生设计122
421表面减阻功能结构124
422表面减阻结构仿生设计原理130
423仿生减阻深松铲设计范例130
43构件结构仿生设计132
431仿生步进执行器132
432仿生步进压电执行器设计原理136
433仿生步进压电执行器设计范例144
44构材结构仿生设计148
441梯度的一般性质149
442仿生梯度材料设计原理149
443仿生梯度材料设计范例153
45联结结构仿生设计155
451点阵结构材料155
452拓扑优化方法156
453仿竹吸能结构材料设计范例157
讨论与习题163
第5章结构仿生学典型应用案例164
51结构仿生学与材料工程164
511陶瓷基复合材料164
512组织工程材料174
513仿生智能材料177
52结构仿生学与建筑工程179
521仿生建筑的概念180
522仿生建筑的分类180
523仿生建筑的空间特征184
524经典仿生建筑设计案例185
53结构仿生学与机械工程187
531仿生机械学定义187
532仿生机械与机器人技术、
康复工程188
533仿生机械设计案例192
54结构仿生学与航空航天工程203
541金属结构材料204
542空间结构复合材料205
543结构功能材料206
544仿生空间结构设计案例207
讨论与习题209
参考文献210
