1、仿壁虎腳趾制成的微納仿生粘附結(jié)構(gòu)具有高粘附強(qiáng)度、可重復(fù)利用、自清潔等特點(diǎn)，在微納米器件、仿生醫(yī)療器件、仿生機(jī)器人等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。深入認(rèn)識(shí)其中的粘附力學(xué)機(jī)理對(duì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)與應(yīng)用具有重要意義。本文從分子間作用力出發(fā)，建立自洽粘附模型，對(duì)小尺寸顆粒和兩種具有優(yōu)異粘附性能的結(jié)構(gòu)—薄膜修飾纖維陣列結(jié)構(gòu)與蘑菇狀吸盤(pán)結(jié)構(gòu)—進(jìn)行了理論和數(shù)值研究。
　　 首先，基于有限彈性變形理論給出任意形狀剛性顆粒與半無(wú)限不可壓彈性體粘附接觸的自洽模型，并

2、應(yīng)用于球形、柱形和二維剛性塊體顆粒的粘附接觸問(wèn)題，探究經(jīng)典Derjaguin近似理論的適用條件。計(jì)算發(fā)現(xiàn)Derjaguin近似對(duì)于尺寸小到分子作用力程尺度且傾角較小的顆粒仍然有效。結(jié)果還表明：真實(shí)形狀對(duì)小尺寸球形顆粒粘附力影響較大，采用經(jīng)典拋物線近似會(huì)引起較大誤差；運(yùn)用分子間作用力計(jì)算得到的柱體飽和粘附強(qiáng)度臨界尺寸比宏觀Kendall理論小一個(gè)數(shù)量級(jí)；大尺寸塊體顆粒粘附拔出力對(duì)傾角很敏感。
　　 將Derjaguin近似用于薄膜

3、修飾纖維陣列結(jié)構(gòu)，研究末端薄膜對(duì)結(jié)構(gòu)粘附性能的影響。在忽略纖維襯墊層和纖維變形的情況下，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)粘附過(guò)程僅受一無(wú)量綱參數(shù)λ控制，λ與薄膜彎曲剛度、尺寸和界面粘附強(qiáng)度相關(guān)。當(dāng)λ＞0.4，接觸—分離過(guò)程可逆；當(dāng)λ＜0.4接觸—分離過(guò)程出現(xiàn)一次或多次滯回，且比分離功得到極大增強(qiáng)。
　　 最后，研究了蘑菇狀吸盤(pán)結(jié)構(gòu)末端環(huán)形板對(duì)結(jié)構(gòu)粘附性能的影響?；赥vergaard-Hutchinson內(nèi)聚區(qū)模型和非線性F(o)ppl-von Kár