对竹子进行了随机采样,并分别从宏观和微观两个尺度进行了结构观测。在此基础上,提取出了宏观变壁厚带节特征和微观多胞分布特征,并将这些结构特征应用至工程机械用液压缸活塞杆的轻量化设计上,得到了变壁厚带结活塞杆、多胞薄壁活塞杆及多胞变壁厚带结叠加结构活塞杆等三种仿生结构活塞杆。与传统轻量化设计方法得到的空心活塞杆相比,三种仿生结构活塞杆的质量分别减轻了22.652%,54.927%和6.326%。利用ABAQUS有限元软件分别对各结构活塞杆进行了最大受压条件下的静力学数值模拟。应力结果表明:变壁厚带结活塞杆和多胞变壁厚带结叠加结构活塞杆上的最大压应力均未超过材料的许用应力,满足强度要求,且仿生活塞杆的应力集中面积均较小。变形结果表明:三种仿生活塞杆均能满足合理变形要求。

采用物理发泡技术制备了硫氧镁水泥复合吸波多孔材料,并对其进行了孔径特征和电磁参数测试。基于有效介质理论和传输线理论,模拟了此多孔材料对8~18 GHz频段电磁波的吸收性能。结果表明:多孔材料的孔隙率和气孔的平均孔径随设计密度的增大而减小;多孔结构可以降低材料的有效介电常数,提高阻抗匹配性能;数值模拟吸波性能曲线的变化规律与测试结果基本一致。