[本站讯]山东大学机械工程学院青年教师王海鹏与航天科工三院高级工程师李少敏合作,在国际顶级期刊Composites Part B: Engineering发表题为“A review of recent research on bionic structural characteristics and performance mechanisms of biomimetic materials”的长篇综述性论文。

吸能结构用于有效吸收和分散能量,高效吸能轻质结构在航空航天、轨道交通和船舶等工程应用领域具有重要研究意义。在结构设计过程中,通过引入自然生物体内独特结构特征,可以有效提高结构的能量吸收性能。近年来,各种新型仿生轻质结构被提出,其能量吸收性能得到广泛深入研究。

典型轻质吸能结构仿生设计来源
文章系统梳理了仿生轻质吸能结构的最新研究成果,根据仿生结构特征设计及其仿生来源等对仿生结构进行了分类总结,包括蜂窝结构(如仿柚皮、仿马蹄、仿蜘蛛网、仿向日葵茎髓等结构)、管壁结构(仿竹茎、仿马尾草、仿甲虫前翅、仿肌腱等结构)、多孔梯度结构(晶格结构、仿丝瓜等泡沫结构、仿玻璃海绵等结构)、三明治夹层结构(蜂窝夹层、波纹夹层、Gyroid等结构)以及复合仿生结构等,重点从结构特征设计、制造工艺、分析方法、能量吸收特性以及性能指标对比分析等方面进行了系统总结,分析了仿生轻质吸能结构材料在航空航天、轨道交通、船舶等不同工程领域的应用研究现状,深入探讨了当前研究面临的主要挑战和难点,展望了仿生轻质吸能结构材料未来发展趋势。
山东大学为第一完成单位,王海鹏为论文第一作者,通讯作者为李少敏。论文得到国家自然科学基金项目资助。