会议专题

壁虎最小黏附单元撕脱行为的仿生模拟

本文根据壁虎最小黏附单元的真实铲状结构,建立了相应的力学模型,从数值模拟角度开展了研究。考虑了单个铲状单元的黏附长度、杨氏模量、厚度以及表面粗糙度对黏附行为的影响,并重点考虑了撕脱角对撕脱力的作用。研究表明,铲状单元的黏附类似于有限尺寸薄膜黏附,铲状单元尺寸满足黏附力达到最大值,亦克服了粗糙度对黏附的影响;杨氏模量与厚度对黏附行为的影响规律相似,并与宏观薄膜撕脱的理论及实验结果一致;撕脱力随撕脱角(0°~90°)的增大而减小,当撕脱角较小时,切向力占主导,当撕脱角较大时,法向力占主导。该研究为进一步揭示壁虎微观可逆黏附机制提供了理论依据。

壁虎最小黏附单元 撕脱行为 撕脱角 撕脱力 仿生模拟

彭志龙 陈少华

中国科学院力学研究所LNM,100190,北京

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2009-08-24(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)