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生物材料力學與仿生學（簡體書）
- 系列名：生物力學研究前沿系列
- ISBN13：9787313184993
- 出版社：上海交通大學出版社
- 作者：馮西橋
- 裝訂／頁數：精裝／325頁
- 規格：24cm*17cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2018/05/22
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商品簡介
目次
商品簡介
《生物材料力學與仿生學/生物力學研究前沿系列》介紹了生物材料力學及其仿生研究的若幹新進展，重點是我國學者在近十多年取得的研究成果。全書共11章，其內容涵蓋生物材料力學的基本理論、力學模型、實驗方法及其仿生應用，大致可分為三個方面，其一是生物材料力學的基本問題與研究方法，涉及生物材料的表面浸潤、黏附、斷裂、減震與抗震機理等；其二是若幹代表性生物材料的力學性質及其仿生應用，包括生物針刺、昆蟲翅膀、皮膚、蜂窩、軟材料與生物軟組織等；其三是仿生力學及其應用，涵蓋表界面仿生、壁虎仿生機器人、微型仿生飛行器等。
《生物材料力學與仿生學/生物力學研究前沿系列》可供從事生物力學、固體力學、材料學、軟物質科學、仿生學、機械工程等領域的科研人員和高等院校相關專業的師生參考。
《生物材料力學與仿生學/生物力學研究前沿系列》可供從事生物力學、固體力學、材料學、軟物質科學、仿生學、機械工程等領域的科研人員和高等院校相關專業的師生參考。
目次
1 緒論
1．1 生物材料
1．1．1 生物材料的特點
1．1．2 生物材料的分類
1．2 生物材料力學
1．2．1 生物材料力學的定義
1．2．2 生物材料力學的發展歷史
1．3 生物材料力學的研究內容
1．3．1 生物材料多尺度力學
1．3．2 生物材料表界面力學
1．3．3 運動生物力學
1．4 仿生力學
1．5 發展展望
1．6 本書內容簡介
參考文獻
2 生物復合材料斷裂力學
2．1 生物復合材料概述
2．2 拉伸-剪切鏈模型
2．3 納米尺度的斷裂行為
2．3．1 納米條帶的斷裂強度和缺陷不敏感行為
2．3．2 納米薄板的缺陷不敏感行為
2．3．3 含中心或雙邊裂紋納米條帶的缺陷不敏感行為
2．4 礦物質晶體長細比的影響
2．5 珍珠母斷裂的橋聯模型
2．5．1 橋聯模型
2．5．2 礦物質橋聯的增韌效果
2．6 蛋白質基質的作用
2．7 蛋白質．礦物質界面
2．7．1 蛋白質與礦物質界面強度研究
2．7．2 界面裂紋萌生的模擬研究
2．8 多級結構的作用
2．8．1 自相似多級結構模型
2．8．2 多級結構的斷裂損傷模型
2．9 新型仿生納米復合材料
2．10 總結及展望
參考文獻
3 生物多梯度浸潤性界面與仿生
3．1 兩種基本梯度-形狀梯度以及表面能梯度
3．1．1 形狀梯度
3．1．2 表面能梯度
3．2 生物表面的梯度特征與功能
3．2．1 潤濕蜘蛛絲的方向集水性
3．2．2 超疏水蝴蝶翅膀的方向性黏附
3．2．3 微液在荷葉表面動態懸浮和微納米結構潤濕性梯度
3．2．4 荷葉葉緣限流
3．2．5 沙漠甲蟲取水
3．2．6 水黽腿的疏水結構
3．2．7 水鳥啄食的毛細棘輪效應
3．3 典型梯度表面的可控制備
3．3．1 傾斜幾何梯度表面的制備
3．3．2 曲率粗糙梯度纖維的制備
3．3．3 圖案化梯度表面的制備
3．3．4 多尺度超疏水表面的制備
3．3．5 超順磁階梯疏水表面的制備
3．3．6 非對稱的納米結構表面的制備
3．4 小結
參考文獻
4 蜂窩力學
4．1 天然蜂窩的宏觀結構及形成機制
4．2 天然蜂窩的多級微觀結構
4．3 天然蜂窩材料和結構的多尺度力學特性
4．3．1 蜂蠟和蜜蜂絲的力學性能
4．3．2 蜂窩孔壁等效力學性能
4．3．3 蜂窩整體剪切性能
4．3．4 蜜蜂絲力學性能
4．4 天然蜂窩結構力學性能理論計算及有限元分析
4．4．1 天然蜂窩結構變形和溫度影響的有限元分析
4．4．2 不同溫度下天然蜂窩等效力學性能的理論分析
4．5 天然蜂窩的新型仿生設計
4．6 結語
參考文獻
5 生物微針與仿生
5．1 人造微針概述
5．2 人造微針相關力學問題研究
5．2．1 微針刺入皮膚過程的力學行為研究
5．2．2 微針輸藥效率及疼痛方面的研究
5．3 生物微針研究進展
5．3．1 蚊子口針
5．3．2 蜜蜂和胡蜂的尾針
5．3．3 毛蟲剛毛
5．4 仿生微納鋸齒針／刀
5．5 結束語
參考文獻
6 蜻蜓翅膀的結構與仿生
6．1 蜻蜒翅膀的基本形貌
6．2 蜻蜓翅膀的微觀結構
6．2．1 實驗儀器和方法
6．2．2 實驗結果分析
6．3 蜻蜓翅膀上的血液循環
6．3．1 昆蟲翅膀上血液循環概述
6．3．2 血液對蜻蜓翅膀慣性性質的影響
6．3．3 血液循環與蜻蜓翅膀的扭轉
6．3．4 小結
6．4 結語
參考文獻
7 壁虎黏附力學與仿生
7．1 壁虎黏附的微觀力學機制
7．1．1 單根剛毛的黏附行為
7．1．2 多級結構的黏附行為
7．2 壁虎微觀黏附機制的主要影響因素
7．2．1 基底粗糙度的影響
7．2．2 環境相對濕度的影響及壁虎在水環境中的黏附行為
7．2．3 預應力的影響
7．2．4 黏彈性的影響
7．2．5 纖維末端形狀的影響
7．3 仿生設計及應用
7．4 結語
參考文獻
8 壁虎運動力學與仿生
8．1 動物運動反力和運動行為的測試
8．1．1 測試系統的組成
8．1．2 力測試陣列（FMA）測得的三維運動反力
8．1．3 力測試平臺（FMP）測得的三維運動反力
8．1．4 兩種裝置測得運動反力的比較
8．2 壁虎在倒置面、豎直面和水平面的運動反力模式
8．2．1 典型表面運動的力學數據處理
8．2．2 典型表面的運動反力
8．2．3 力學模型與分析
8．2．4 運動反力的新表達方法
8．3 對仿生壁虎機器人設計的啟示
參考文獻
9 昆蟲彈跳力學
9．1 飛蝗半月結構的微觀結構研究
9．2 飛蝗半月結構的力學性能研究
9．3 飛蝗半月結構的成分研究
9．4 飛蝗半月結構儲能機制的有限元模擬研究
9．4．1 飛蝗半月結構有限元模型的建立
9．4．2 結果及討論
9．5 總結
參考文獻
10 啄木鳥頭部抗震機制
10．1 國內外關於啄木鳥抗震機制的研究現狀
10．2 啄木鳥抗衝擊性機理研究
10．2．1 啄木鳥的頭部解剖學觀察
10．2．2 啄木烏頭部運動學和動力學分析
10．2．3 顱部及喙部結構的材料學特征分析
10．2．4 啄木烏頭部有限元分析
10．3 啄木鳥抗衝擊性機制應用
10．4 結論
參考文獻
11 生物表面微流動與仿生制造
11．1 生物表面液體搬運行為超濕滑表面
11．1．1 豬籠草口緣結構與功能表征
11．1．2 仿生微流動超濕滑表面面構設計
11．1．3 仿生超濕滑仿生表面制造
11．1．4 仿生超濕滑表面的應用
11．2 生物表面微流動摩擦行為表征
11．2．1 樹蛙腳掌表面及摩擦行為表征
11．2．2 仿生微流動摩擦面構設計
11．2．3 仿生摩擦面構仿生生物制造
11．2．4 仿生微流動摩擦表面的應用
參考文獻
索引
1．1 生物材料
1．1．1 生物材料的特點
1．1．2 生物材料的分類
1．2 生物材料力學
1．2．1 生物材料力學的定義
1．2．2 生物材料力學的發展歷史
1．3 生物材料力學的研究內容
1．3．1 生物材料多尺度力學
1．3．2 生物材料表界面力學
1．3．3 運動生物力學
1．4 仿生力學
1．5 發展展望
1．6 本書內容簡介
參考文獻
2 生物復合材料斷裂力學
2．1 生物復合材料概述
2．2 拉伸-剪切鏈模型
2．3 納米尺度的斷裂行為
2．3．1 納米條帶的斷裂強度和缺陷不敏感行為
2．3．2 納米薄板的缺陷不敏感行為
2．3．3 含中心或雙邊裂紋納米條帶的缺陷不敏感行為
2．4 礦物質晶體長細比的影響
2．5 珍珠母斷裂的橋聯模型
2．5．1 橋聯模型
2．5．2 礦物質橋聯的增韌效果
2．6 蛋白質基質的作用
2．7 蛋白質．礦物質界面
2．7．1 蛋白質與礦物質界面強度研究
2．7．2 界面裂紋萌生的模擬研究
2．8 多級結構的作用
2．8．1 自相似多級結構模型
2．8．2 多級結構的斷裂損傷模型
2．9 新型仿生納米復合材料
2．10 總結及展望
參考文獻
3 生物多梯度浸潤性界面與仿生
3．1 兩種基本梯度-形狀梯度以及表面能梯度
3．1．1 形狀梯度
3．1．2 表面能梯度
3．2 生物表面的梯度特征與功能
3．2．1 潤濕蜘蛛絲的方向集水性
3．2．2 超疏水蝴蝶翅膀的方向性黏附
3．2．3 微液在荷葉表面動態懸浮和微納米結構潤濕性梯度
3．2．4 荷葉葉緣限流
3．2．5 沙漠甲蟲取水
3．2．6 水黽腿的疏水結構
3．2．7 水鳥啄食的毛細棘輪效應
3．3 典型梯度表面的可控制備
3．3．1 傾斜幾何梯度表面的制備
3．3．2 曲率粗糙梯度纖維的制備
3．3．3 圖案化梯度表面的制備
3．3．4 多尺度超疏水表面的制備
3．3．5 超順磁階梯疏水表面的制備
3．3．6 非對稱的納米結構表面的制備
3．4 小結
參考文獻
4 蜂窩力學
4．1 天然蜂窩的宏觀結構及形成機制
4．2 天然蜂窩的多級微觀結構
4．3 天然蜂窩材料和結構的多尺度力學特性
4．3．1 蜂蠟和蜜蜂絲的力學性能
4．3．2 蜂窩孔壁等效力學性能
4．3．3 蜂窩整體剪切性能
4．3．4 蜜蜂絲力學性能
4．4 天然蜂窩結構力學性能理論計算及有限元分析
4．4．1 天然蜂窩結構變形和溫度影響的有限元分析
4．4．2 不同溫度下天然蜂窩等效力學性能的理論分析
4．5 天然蜂窩的新型仿生設計
4．6 結語
參考文獻
5 生物微針與仿生
5．1 人造微針概述
5．2 人造微針相關力學問題研究
5．2．1 微針刺入皮膚過程的力學行為研究
5．2．2 微針輸藥效率及疼痛方面的研究
5．3 生物微針研究進展
5．3．1 蚊子口針
5．3．2 蜜蜂和胡蜂的尾針
5．3．3 毛蟲剛毛
5．4 仿生微納鋸齒針／刀
5．5 結束語
參考文獻
6 蜻蜓翅膀的結構與仿生
6．1 蜻蜒翅膀的基本形貌
6．2 蜻蜓翅膀的微觀結構
6．2．1 實驗儀器和方法
6．2．2 實驗結果分析
6．3 蜻蜓翅膀上的血液循環
6．3．1 昆蟲翅膀上血液循環概述
6．3．2 血液對蜻蜓翅膀慣性性質的影響
6．3．3 血液循環與蜻蜓翅膀的扭轉
6．3．4 小結
6．4 結語
參考文獻
7 壁虎黏附力學與仿生
7．1 壁虎黏附的微觀力學機制
7．1．1 單根剛毛的黏附行為
7．1．2 多級結構的黏附行為
7．2 壁虎微觀黏附機制的主要影響因素
7．2．1 基底粗糙度的影響
7．2．2 環境相對濕度的影響及壁虎在水環境中的黏附行為
7．2．3 預應力的影響
7．2．4 黏彈性的影響
7．2．5 纖維末端形狀的影響
7．3 仿生設計及應用
7．4 結語
參考文獻
8 壁虎運動力學與仿生
8．1 動物運動反力和運動行為的測試
8．1．1 測試系統的組成
8．1．2 力測試陣列（FMA）測得的三維運動反力
8．1．3 力測試平臺（FMP）測得的三維運動反力
8．1．4 兩種裝置測得運動反力的比較
8．2 壁虎在倒置面、豎直面和水平面的運動反力模式
8．2．1 典型表面運動的力學數據處理
8．2．2 典型表面的運動反力
8．2．3 力學模型與分析
8．2．4 運動反力的新表達方法
8．3 對仿生壁虎機器人設計的啟示
參考文獻
9 昆蟲彈跳力學
9．1 飛蝗半月結構的微觀結構研究
9．2 飛蝗半月結構的力學性能研究
9．3 飛蝗半月結構的成分研究
9．4 飛蝗半月結構儲能機制的有限元模擬研究
9．4．1 飛蝗半月結構有限元模型的建立
9．4．2 結果及討論
9．5 總結
參考文獻
10 啄木鳥頭部抗震機制
10．1 國內外關於啄木鳥抗震機制的研究現狀
10．2 啄木鳥抗衝擊性機理研究
10．2．1 啄木鳥的頭部解剖學觀察
10．2．2 啄木烏頭部運動學和動力學分析
10．2．3 顱部及喙部結構的材料學特征分析
10．2．4 啄木烏頭部有限元分析
10．3 啄木鳥抗衝擊性機制應用
10．4 結論
參考文獻
11 生物表面微流動與仿生制造
11．1 生物表面液體搬運行為超濕滑表面
11．1．1 豬籠草口緣結構與功能表征
11．1．2 仿生微流動超濕滑表面面構設計
11．1．3 仿生超濕滑仿生表面制造
11．1．4 仿生超濕滑表面的應用
11．2 生物表面微流動摩擦行為表征
11．2．1 樹蛙腳掌表面及摩擦行為表征
11．2．2 仿生微流動摩擦面構設計
11．2．3 仿生摩擦面構仿生生物制造
11．2．4 仿生微流動摩擦表面的應用
參考文獻
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