机械设计与制造中仿生结构的应用及力学性能创新研究
窦智

511130********4218

摘要：为突破传统机械结构在轻量化、强韧性、耐疲劳、抗冲击等力学性能上的瓶颈，顺应高端装备极端工况服役需求，仿生结构设计成为机械设计与制造领域的核心创新方向。本文系统梳理仿生学与机械工程融合的核心机理，剖析自然界典型生物结构的力学优势与构型特征，分类阐述仿生结构在多领域的工程应用现状；重点研究仿生拓扑构型、多尺度复合、梯度分布等设计思路对机械结构力学性能的调控机制，结合先进制造技术探讨力学性能创新优化路径；分析当前仿生结构工程化应用面临的核心难题，展望多技术融合下的未来发展趋势。研究表明，仿生结构可实现机械构件强度、韧性、轻量化的协同提升，为高端机械装备性能迭代提供全新技术支撑。

关键词：机械设计；仿生结构；力学性能；轻量化

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