命科学的发展起了极大的促进作用。

在种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。

仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。

生命科学的发展又以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养，加速了科学的发展，仿生学所取得的成就是多方面的。

生物界有着种类繁多的动植物及物越来越多的重视。

仿生设计意义仿生设计学，亦可称之为设计仿生学，它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的门新兴边缘学科，仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想新的原理新的方法和新的途径。

在种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。

仿生设计的历史和发展自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉仿生设计的历史和发展自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。

在种意义上，仿的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想新的原理新的方法和新的途径。

部分内容简介于跨学科研究领域。

性能优异的植物结构为工业设计及其相关领域的创新提供了极其丰富的范例，仿生工程受到了学术界和工程界越来越多的重视。

仿生设计意义仿生设计学，亦可称之为设计仿生学，它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的门新兴边缘学科，仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想新的原理新的方法和新的途径。

在种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。

仿生设计的历史和发展自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。

生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，它们在漫长的进化过程中，为了求得生存与发展，逐渐具备了适应自然界变化的本领。

人类运用其观察思维和设计能力，开始了对生物的模仿，并通过创造性的劳动，制造出简单的工具，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

人类最初使用的工具木棒和石斧，无疑是使用的天然木棒和天然石块鲁班从野草的叶子和蝗虫的齿得到了启发，发明了锋利的锯子。

近代，生物学电子学动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。

自从年欧洲人发现王莲以来，莲叶的结构与功能便直成为建筑学家研究的课题，并试图将其用于建筑设计。

我们时常见到的大跨度宏伟楼房建筑工程，在房顶结构上都还能或多或少地看出王莲叶片结构的轮廓。

目前，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时，还通过研究生物系统的结构功能等各种优异特征，把它运用到技术系统中，改善已有的工程设备，创造出新的工艺自动化装置等技术系统对生物体结构和形态的研究，有可能使未来的建筑产品改变模样。

使人们从城市这个人造物理环境中重新回归自然。

仿生设计的未来仿生学自觉地把生物界作为各种技术思想设计原理和创造发明的源泉。

用化学物理数学工艺学等对生物系统开展深入的研究，对推动生命科学的发展起了极大的促进作用。

在种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。

仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。

生命科学的发展又以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养，加速了科学的发展，仿生学所取得的成就是多方面的。

当代科学家们已普遍认识到生物学与数学物理化学及工程技术学相结合将会产生场新的技术革命。

随着对宇宙的开发认识，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，而且将为人类提供崭新的设计，创造出地球上前所未有的新的装置。

有限元法有限元法的定义有限元法是将连续体离散化为若干个有限大小的单元体的集合，以求解连续体力学问题的数值方法。

它是种高效能常用的计算方法。

有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场。

自从年以来，些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。

基本思想由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。

有限元法的原理首先，将表示结构的连续体离散为若干个子域单元，单元之间通过其边界上的节点连接成组合体。

其次，用每个单元内所假设的近似函数分片的表示全求解域内待求的未知场变量。

每个单元内近似函数用未知场变量函数在单元各个节点上的数值和与其对应的差值函数表示。

由于在连接相邻单元的节点上，场变量函数应具有相同的数值，因而将它们用作数值求解的基本未知量，将求解原函数的无穷多自由度问题转化为求解场变量函数节点值的有限自由度问题。

最后，通过和原问题数学模型基本方程边界条件等效的变分原理或加权余量法，建立求解基本未知量场变量函数的节点值的代数方程组或微分方程组，应用数值方法求解，从而得到问题的解答。

将连续的求解域离散为组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的合计算机实现的高效性有限元法引入边界条件的办法简单，边界条件不需要引进单个有限元的方程，而是求得整个集合体的代数方程后再引进，所以对内部和边界上的单元都采用相同的场变量函数，而且当边界条件改变时，场变量函数不需要改变，极大的简化了编制通用化程序。

有限元法的发展与现状有限元法的基本思想早在世纪年代初就有人提出。

到了年代，由于工程上的需要，有限元法才在结构分析矩阵方法的基础上迅速发展起来，并得到越来越广泛的应用。

有限元法自从世纪年代开始应用至今，它的应用范围已从杆梁类结构扩展到弹性力学平面问题空间问题板壳问题有精静力平衡问题扩展到动力问题波动问题和稳定问题。

分析的对象从弹性材料扩展到黏弹性塑性黏塑性及复合材料等从固体力学扩展到流体力学传热学及连续介质力学各领域。

有限元法理论已经相当完善，应用越来越广泛。

科技人员将有限元理论数值计算技术和计算机辅助设计技术等相结合，有了非常大的发展，开发出了批通用的有限元软件。

目前，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件已达几百种，其中最著名的有和等。

有限元法在机械工程中的应用由于有限元法使用方便计算精度高，其起计算结果已成为机械零部件产品设计和性能分析的可靠依据，极大地缩短了产品设计周期，减少了研制经费，降低了产品成本。

静力学分析。

分析机械结构承受静载荷作用下的应力应变和变形情况。

模态分析。

分析结构的固有频率和阵型。

动力学分析。

包括谐响应分析和瞬态动力学分析，用于分析结构在随时间呈正弦规律或任意规律变化的载荷作用下的响应。

热应力分析。

分析结构因温度分布不均而产生的热应力。

其他分析。

例如，接触分析压杆稳定性分析结构流体耦合分析等。

建模及求解简介软件是融结构流体流体电场磁场声场分析于体的大型通用有限元分析软件。

由世界上最大的有限元分析软件公司之的美国开发。

它能与多数软件接口，实现数据的共享和交换，如等，是现代产品设计中的高级工具之。

软件主要包括三个部分前处理模块，分析计算模块和后处理模块。

前处理模块提供了个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型分析计算模块包括结构分析可进行线性分析非线性分析和高度非线性分析流体动力学分析电磁场分析声场分析压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示梯度显示矢量显示粒子流迹显示立体切片显示透明及半透明显示可看到结构内部等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表曲线形式显示或输出。

三维模型的建立本文主要模拟集中载荷作用下小麦结构的弯曲应力和变形特征，目的是通过模拟来认识小麦材料这种功能梯度材料发生弯曲破坏时的般规律，了解小麦结构变形破坏与其荷载之间的和关系。

根据小麦茎秆实际结构模拟内外壁厚维管束维管束面积等因素，用两个同心薄壁圆筒模拟内外壁，中间均布通孔模拟维管束，建立个三维模型。

模型的几何尺寸如表所示，三维模型如图。

表模型几何尺寸外壁内壁维管束内径外径图材料参数和单元类型内外层材料属性和维管束的材料属性都不同，所以需要设置三种材料属性。

材料属性如表。

为了将各部分组合成个整体，在节间内外层和结接触处采用了粘结单元。

表材料属性外壁内壁维管束弹性模量泊松比单元选择时，首先需要考虑但愿是否能够反映材料的组成结构和材料特点。

其次，必须考虑单元应力与变形协调条件，当计算模型中使用不同属性单元时，在单元交界面处容易发生不协调变形。

因此，为保证协调变形，不同属性的单元必须具有相同的自由度，而且他们必须连续的穿过界面处单元的边界。

基于上述原则，为了模拟小麦杆材料的组成结构和实际力学性能和划分网格的需要，本文选用了单元类型。

求解步骤定义工作文件名和工作标题选择命令，出现对话框，在输入栏中输入工作文件名，单击按钮关闭改对话框，如图图指定工作文件名选择命令，出现对话框，在输入栏中输入工作文件名，单击按钮关闭该对话框，如图图改变工作标题导入模型选择命令，弹出，选择要导入的模型，点击按钮，如图图导入模型定义单元类型选择命令，出现对话框，单击按钮，出现对话框。

在复选框中选中，选择，在输入栏中输入，然后点击按钮。

如图，图增加单元类型图定义参数河南