首先,对实验中获取的高清晰度的蜻蜓翅膀数码图片进行了细致地分析,找出了翅膀网状翅脉结构中翅脉的分布规律与尺寸变化、网格形状的差异及不同形状网格的分布等独特的结构特征;再利用ANSYS建立蜻蜒翅膀网状翅脉结构模型,采用三节点等参数梁元beam189模拟翅脉和八节点等参数曲壳单元shell93模拟翅膜,以满足翅脉和翅膜间的变形协调性要求;通过非线性数值分析,探索了蜻蜓翅膀网状翅脉结构在均布荷载作用下所具有的独特的结构性能;通过模态分析,揭示了翅膀前缘靠近翼尖附近的翅痣在翅膀消震减振中所发挥的作用。在数值分析中,分别按有膜、无膜结构模型进行分析,并将分析结果进行比较,得出了翅膜充分参与工作的条件,并发现了翅膜中薄膜力的大小对提高翅膀结构刚度具有巨大的作用。 其次,考虑到翅膀网状翅脉结构的复杂性,在结构仿生设计中完全进行模仿既存在加工工艺和技术上的困难,还会造成工程造价的显著增加,因此,尝试在尽可能保持其网状翅脉结构优越的结构性能的前提下,对这种结构进行了一些合理的简化。分别提取四边形、六边形的基本网格,建立结构模型,并对它们进行非线性数值分析。研究发现:四边形网格结构刚度大,六边形网格结构刚度小;而从材料利用率角度来讲,六边形网状结构更省材料;起皱对四边形网格结构刚度有加强,而起拱对六边形网格结构刚度有提高;如果将四、六边形的网格进行合理搭配,可以使结构刚度和材料利用率得到优化。 最后,基于以上研究成果,提出了三个具有不同网格分布的新型仿生伸臂空间网格结构模型,并对它们进行了线性分析、几何非线性分析、动力分析和弹性屈曲分析。通过比较,提出了更合理的新型仿生伸臂空间网格结构模型,并在此基础上,构思出两种基于不同可开合原理的可开展仿生伸臂空间网格结构模型,把静态的建筑结构动态化,以达到更深层次的仿生效果。