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| 編輯推薦： |
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本书从生物结构和结构仿生的内涵和基础知识体系出发，从生物结构的三个角度（构件、构材和联结）简要分析了结构仿生方式，介绍了结构仿生学中涉及的力学理论基础，系统地阐述了结构仿生设计方法并给出了具体设计范例和结构仿生学的典型应用案例。
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| 內容簡介： |
本书从生物结构和结构仿生的内涵和基础知识体系出发，从生物结构的三个角度（构件、构材和联结）简要分析了结构仿生方式，介绍了结构仿生学中涉及的力学理论基础，系统地阐述了结构仿生设计方法并给出了具体设计范例和结构仿生学的典型应用案例。全书共5章，主要内容有生物结构与结构仿生学概述、生物材料特性与结构仿生方式、结构仿生学力学理论基础、结构仿生设计方法、结构仿生学典型应用案例。各章章末设讨论与习题，力争在新工科背景下，优化讨论课教学模式，强化教学效果，提高工科人才培养质量，为社会输出“卓越工程师”。本书内容全面、新颖，在力求保持结构仿生学的系统性和完整性的基础上，着重介绍一些应用广泛、相对成熟的先进技术。
本书可作为仿生科学与工程专业的本科生、研究生教材，也可作为相关专业的教材和教学参考书，还可作为工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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孙霁宇，女，1976年生。工学博士，教授/博导。2012年授获中国农业工程学会第六届青年科技奖。2015年荣获长春市第六批有突出贡献专家称号。负责国家自然科学基金4项、十二五国家科技支撑计划项目1项，十三五国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项1项、装备预研领域重点基金项目1项、航空科学基金1项、十三五装备预研兵器工业联合基金1项、吉林省科技发展计划项目4项等。发表学术论文80余篇，其中作为第一作者/通讯作者SCI收录论文50余篇（他引2300余次），h-index = 22，ESI高引2篇。申请国家发明专利31件，获批23件。受邀任”Bioinspiration & Biomimetics”期刊编委（20211.1-）。申请人长期从事一线教学工作，已获得吉林大学校级教改项目3项，发表教改论文3篇，在教学改革方面具有丰富的经验，主编或参与过三本专著的撰写工作。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章生物结构与结构仿生学概述1
11生物结构1
111生物结构的概念与构成1
112生物结构的分类2
113生物结构的研究3
12结构仿生4
121结构仿生的分类及基本规则4
122结构仿生学发展现状4
讨论与习题6
第2章生物材料特性与结构仿生
方式7
21生物材料特性7
22生物材料的结构仿生方式9
221构件结构仿生方式9
222构材结构仿生方式13
223联结结构仿生方式16
23生物材料结构仿生18
231构件结构仿生19
232构材结构仿生54
233联结结构仿生59
24仿贝壳结构材料设计范例91
241确立产品/目的需求和选取生物
对象91
242提取仿生对象特征和简化仿生
对象特征91
243选取仿生材料91
244确定制备方法、工艺参数调整和
几何参数设计93
245表征仿生设计产品93
讨论与习题93
第3章结构仿生学力学理论基础95
31结构静力学95
311平面体系的几何构造分析95
312静定结构受力分析96
313虚功原理与结构的位移计算97
314力法101
315位移法102
316力矩分配法103
32弹性力学105
33多孔弹性理论106
34流体力学107
35流变力学108
351流变固体的时间效应109
352黏弹性模型110
353积分型本构关系113
354非线性黏弹性本构关系114
355非牛顿流体115
356广义牛顿流体116
357触变性流体118
36耦合应力理论119
讨论与习题120
第4章结构仿生设计方法121
41结构仿生设计一般过程121
42构件表面结构仿生设计122
421表面减阻功能结构124
422表面减阻结构仿生设计原理130
423仿生减阻深松铲设计范例130
43构件结构仿生设计132
431仿生步进执行器132
432仿生步进压电执行器设计原理136
433仿生步进压电执行器设计范例144
44构材结构仿生设计148
441梯度的一般性质149
442仿生梯度材料设计原理149
443仿生梯度材料设计范例153
45联结结构仿生设计155
451点阵结构材料155
452拓扑优化方法156
453仿竹吸能结构材料设计范例157
讨论与习题163
第5章结构仿生学典型应用案例164
51结构仿生学与材料工程164
511陶瓷基复合材料164
512组织工程材料174
513仿生智能材料177
52结构仿生学与建筑工程179
521仿生建筑的概念180
522仿生建筑的分类180
523仿生建筑的空间特征184
524经典仿生建筑设计案例185
53结构仿生学与机械工程187
531仿生机械学定义187
532仿生机械与机器人技术、
康复工程188
533仿生机械设计案例192
54结构仿生学与航空航天工程203
541金属结构材料204
542空间结构复合材料205
543结构功能材料206
544仿生空间结构设计案例207
讨论与习题209
参考文献210
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| 內容試閱：
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基于工程力学原理，结构仿生学研究生物体在不同结构层次（微观、细观、宏观）的形态，以获得设计灵感，并进一步通过仿生模拟对材料、结构和系统进行优化，旨在提高工程结构的效率。结构仿生学是一门集生物学、材料科学、结构设计、控制科学、空气动力学和系统工程于一体的跨学科研究领域。结构仿生学主要研究生物体及自然界物质的内部结构原理，并将生物体的结构和性质应用于工程技术，为工程结构提供新的设计思路。目前，结构仿生学正沿着多功能、智能化、集成化和微型化方向快速发展，只有重视并加强多学科协作、建立和完善仿生学理论，才能进一步扩大结构仿生的工程应用，并推动结构仿生技术的持续进步。
本书是编者对所从事的结构仿生科研领域研究成果和在吉林大学讲授结构仿生学课程经验的总结。本书编写的目的是提供关于结构仿生研究的基本知识体系和设计方法，并对结构仿生领域中的新发现和新进展进行介绍。
本书的第1章为生物结构与结构仿生学概述，介绍生物结构的概念、构成、分类及其特征规律和结构仿生的分类、基本规则及其发展现状；第2章为生物材料特性与结构仿生方式，介绍生物材料的特性，从构件、构材和联结三个角度简要分析了生物材料的结构仿生方式，并介绍生物材料结构仿生及仿贝壳结构材料设计范例，帮助读者初步了解结构仿生学；第3章为结构仿生学力学理论基础，介绍一些结构仿生学研究中涉及的力学理论；第4章为结构仿生设计方法，是本书的核心内容，从构件、构材和联结三个方面以工程中的创新实例来辅助说明结构仿生设计的过程，从而加强读者对结构仿生学理论与方法的理解；第5章为结构仿生学典型应用案例，通过介绍结构仿生学的典型应用案例，进一步拓宽读者对结构仿生领域的认识。
本书第1章的理论基础源于任露泉院士多年深耕仿生领域的实践与探索，由孙霁宇整理并编写而成，第2章由孙霁宇、任丽丽、王悦明、吴薇编写，第3章由孙霁宇、田宏丽编写，第4章由孙霁宇、王书鹏、王悦明编写，第5章由孙霁宇、刘超编写。
本书由吉林大学韩志武教授、张志辉教授担任主审，两位教授对全书进行了认真的审阅，并提出了许多宝贵意见，编者在此表示衷心的感谢。
由于结构仿生学的理论与方法还在不断地发展和完善过程中，且编者水平有限，因此本书难免存在疏漏，恳请读者批评指正。
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