昆虫体壁外感觉器的应力放大传感效应

人类对天然生物所具备的应力放大功能的研究,有助于仿生开发适合于工程应用的应变传感器。在场发射电镜下观测到绿金龟子外甲壳的微观形貌,发现绿金龟子外甲壳是典型的正交逐层铺设纤维增强复合板,其上以40～50μm的间距分布着直径50～70μm的一系列近似圆形的刚毛毛窝,将这种形式表征为逐层正交铺设纤维增强带孔板,通过有限元及加权平均法计算获得孔应力放大系数为2.424,这种效应提高了外感觉器的灵敏度。进一步观测发现毛孔壁存在一种螺旋纤维结构,可抵御来自各个方向的应力集中,保护了刚毛下的毛窝腺及外体壁安全。