發(fā)布時(shí)間：2025-01-19 13:18

　　骨頭、木頭、植物卷須等手性生物材料在亞細(xì)胞等多個(gè)結(jié)構(gòu)層次上含有螺旋微纖維等手性微結(jié)構(gòu)。手性微結(jié)構(gòu)不僅能夠智能地調(diào)控生物材料的生長形貌、顏色等,還在很大程度上決定著材料的物理與力學(xué)性能,甚至是生物功能。手性微結(jié)構(gòu)賦予材料性能相應(yīng)的手性對稱性,使其表現(xiàn)出明顯的力-電、光-電等物理場的耦合以及拉-扭、彎-剪等力學(xué)變形的耦合。目前,對于手性材料的很多力學(xué)行為還不夠清楚,甚至欠缺基本的力學(xué)模型。本文建立了一維和二維手性材料的力學(xué)模型,對手性材料的彎曲、振動(dòng)等問題進(jìn)行了分析。本文基于微極材料的非中心對稱彈性理論和哈密爾頓原理,通過變分法建立了手性材料的鐵木辛柯梁模型,推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)方程。在材料手性影響下,該模型比非手性材料的鐵木辛柯梁模型多了兩個(gè)自由度,分別是沿梁的長度方向和寬度方向的微轉(zhuǎn)角。在此基礎(chǔ)上研究了懸臂梁和簡支梁的靜力彎曲和自由振動(dòng)問題,分析了手性參數(shù)和長高比對于梁模型撓度、轉(zhuǎn)角及自然頻率的影響。另外,采用變分法建立了手性材料的板模型,推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)方程。研究了四邊簡支板和兩對邊簡支兩對邊自由板的靜力彎曲和自由振動(dòng)問題。分析了手性參數(shù)和長高比對于板的撓度、轉(zhuǎn)角及自然頻率的影響。最后,基于手性材...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1自然界中的手性材料和結(jié)構(gòu)：(a)植物卷須；(b)蝸牛殼；(c)渦狀星云；(d)DNA分

1.1研究背景和意義手性是指物體與其鏡像不可重合的結(jié)構(gòu)特性，起初是一個(gè)幾何概念。一個(gè)物體具有手性是指其經(jīng)過平移和轉(zhuǎn)動(dòng)等對稱性操作不能與自身的鏡像相重合。像我們的雙手，左手與互成鏡像的右手不能重合，這樣的物體被稱為手性體，具有左手性或者右手性。手性體與其鏡像互稱對映體，如果一個(gè)物....

圖1-2自然界中的手性微結(jié)構(gòu)示意圖：(a)螃蟹外骨骼螺旋礦物棒堆垛結(jié)構(gòu)；(b)植物細(xì)

圖1-2自然界中的手性微結(jié)構(gòu)示意圖：(a)螃蟹外骨骼螺旋礦物棒堆垛結(jié)構(gòu)；(b)植物細(xì)多層螺旋面結(jié)構(gòu)；(c)細(xì)菌鞭毛蛋白螺旋排列；(d)球形駝蝶螺斷口截面螺旋纖維結(jié)構(gòu)[12]Figure1-2Helicalmicrostructuresinnature:(a)Bo....

圖1-3(a)DNA分子光鑷實(shí)驗(yàn)原理示意圖

NA分子光鑷實(shí)驗(yàn)原理示意圖[25]；(b)DNA分子磁鑷實(shí)驗(yàn)原理a)OpticaltweezerstensiletestonDNAmolecules;(b)MagnetictwtestonDNAmolecules性碳管的力學(xué)研究。自從日本學(xué)者Iij....

圖1-4碳管扭轉(zhuǎn)過程圖

第一章緒論扭轉(zhuǎn)作用的單壁碳納米管的屈曲行為，作者通過對比室溫和極高溫度兩種不同件下模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較高的溫度環(huán)境容易導(dǎo)致形成各種缺陷，從而更易于發(fā)生曲[33]。Liang等人應(yīng)用經(jīng)典的分子動(dòng)力學(xué)和經(jīng)驗(yàn)勢方法，展示了單壁碳納米管軸向變形與其扭轉(zhuǎn)相耦合，小應(yīng)變行為與手性和曲率誘發(fā)....

本文編號：4029025