本文研究了龙虾和螃蟹螯的微观结构及静力学性能。X射线衍射分析表明其无机相主要是碳酸钙。差示扫描量热法分析表明共发生水分蒸发和蛋白质分解、甲壳质分解和无机相碳酸钙分解3个物态变化,反映了生物材料的热特性。扫描电镜分析发现螯表面有凹坑、凸包和刚毛,呈生物非光滑表面;螯外骨骼具有分层结构,螺旋夹板层由壳质-蛋白纤维绕着表皮法向旋转180o叠积而成,外表皮层比内表皮层更致密;对外骨骼进行脱蛋白质和脱钙处理,发现其钙盐分布和多孔结构;能谱(EDS)分析表明外表皮层钙元素含量高于内表皮层。这种疏密多孔的结构和碳酸钙的梯度分布影响着螯的力学性能。对生物材料螯进行力学性能测试,螯表皮法向硬度靠近螯尖端处偏大。淡水龙虾螯平均硬度最小(5.28±0.02GPa),淡水螃蟹螯平均硬度是8.18±0.06GPa,澳龙和珍宝蟹硬度平均值分别是10.48±0.06GPa和12.29±0.44 GPa;螯断面内外表皮层的硬度和弹性模量具有较大的梯度,淡水螃蟹螯内外表皮层硬度平均值分别是0.55±0.22GPa和0.97±0.08GPa,弹性模量平均值分别是16.28±4.37GPa和26.60±2.90GPa,揭示了生物材料螯的各向异性。对淡水龙虾和螃蟹螯在不同状态(干燥、温度处理)下的硬度和弹性模量测试,揭示了水分和温度对力学性能的影响。新鲜试样的拉伸断裂强度和应变明显高于干的试样。根据研究结果,提出了纤维加强复合材料仿生模型,运用有限元分析其力学特性,在无加强纤维、平行排列加强纤维和螺旋加强纤维三个模型中,螺旋加强纤维复合材料模型具有较好的抗压、抗扭特性;不同排列角度的螺旋纤维加强模型中纤维排列角度为30o的具有较好的抗压、抗扭特性;同时分析了基体和纤维对加强纤维复合材料模型力学特性的影响,该研究为轻质复合材料结构的设计提供仿生学基础。