乌龟壳力学性能分析

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作者：

张晨朝

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摘要：

龟壳在乌龟的生存过程中发挥着重要的作用,能很好的抵御外来侵害.近年来龟壳的防御机制成为复合材料力学和生物力学研究的一个重要课题.本文以整体龟壳为研究对象,通过实验的方法对龟壳各层材料属性进行测量,采用医用CT的扫描技术和MIMICS10.01软件快速建立龟壳的扫描模型,并根据龟壳的实际曲面结构利用Pro/Engineer Wildfire3.0软件对龟壳扫描模型进行重建,利用HyperMesh10.0软件对龟壳模型进行分层网格划分,利用ABAQUS6.10软件对龟壳进行静力学,动态和模态分析,并根据有限元计算结果对龟壳进行了生物材料和结构进行观察与分析. 分析结果表明,在静态载荷作用下产生的应力在整体龟壳结构中的分布非常合理;在动态撞击和模态的分析中,发现龟壳的动力学性能良好,不仅具有较高的整体刚度,而且其动态响应集中在距乌龟重要脏器较远的边缘部位,充分保证了乌龟生命的安全;在对生物组织和结构的分析中,发现龟壳的生物组成与其力学性能有良好的相关性,揭示了龟壳具有良好抗压抗冲击能力的原因.本文的研究能够为工程结构的安全性和减振性设计提供一定的参考

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关键词：

龟壳 结构 有限元分析

被引量：

5