中文摘要：

动物几何形态量化特征和表皮材料纳米力学性能在仿生应用中具有重要作用，但目前这方面的研究工作明显存在欠缺，特别是在"纳米力学性能―轻质层构―部位功能"的集成分析方面，本项目正是在已有研究工作基础上形成的。项目研究金龟子层构表皮材料在纳米力学测试过程中的蠕变规律和松弛现象，确立纳米力学测试的实验方法。系统研究金龟子各部位层构表皮材料的弹性模量和纳米硬度，对各部位的纳米力学性能进行比较研究，探索金龟子层构表皮剖面材料的纳米力学性能变化规律。将粘弹性力学方法应用于生物材料的力学分析与建模中，探索金龟子层构表皮的微观力学结构，建立力学模型。针对臭蜣螂鞘翅的表皮形态、微观结构、组织特征和拉伸行为特征进行分析，结合其纳米力学性能和有限单元法建立层合结构模型和夹芯结构模型，并进行有限元分析，以期对高性能轻质层构复合材料的仿生设计提供技术参考。项目的研究工作对于层状仿生复合材料乃至纳米复合材料研制将具有仿生学指导意义，其结论不仅在生物学和生态学研究中具有重要作用，而且在仿生工程技术方面必然产生重要影响。