植物叶脉组织的数字化建模与静动力学分析

基于植物叶脉自然选择的结构优越性,构建叶脉的数字化模型,研究其组织结构的力学性能。选取具有典型耐候性和清晰叶脉结构的荷花玉兰叶脉进行叶脉组织结构三维多孔模型的构建,通过图像阈值分割方法对组织结构扫描电镜图进行处理,采用基于狄洛尼三角剖分的面积权重方法对阈值分割后的二值图片进行网格化,形成组织结构的数字化模型;采用有限元法对叶脉横截面多孔组织进行拉伸模拟和冲击仿真。结果表明,叶脉最外缘的区域对叶脉组织力学性能的贡献最大,而具有细胞壁厚度呈梯度变化的叶脉模型在小位移情况下对能量吸收表现出良好的优越性,其冲击破坏过程是依层进行的。