吳娜，馬云海

(1.山東交通學(xué)院，山東濟(jì)南 250023；2.吉林大學(xué)，吉林長春 130022)

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仿生技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

吳娜1，馬云海2

(1.山東交通學(xué)院，山東濟(jì)南 250023；2.吉林大學(xué)，吉林長春 130022)

摘要：仿生技術(shù)是仿生學(xué)研究在實(shí)際工程中的應(yīng)用。仿生技術(shù)通過研究生物體對生存環(huán)境獨(dú)特神奇的身體形態(tài)、微觀機(jī)構(gòu)和生物功能為實(shí)際新技術(shù)研究和應(yīng)用激發(fā)仿生靈感和提供生物參考原型。從汽車造型、汽車材料、汽車減阻、汽車功能等方面研究了汽車設(shè)計(jì)中仿生技術(shù)的應(yīng)用并展望未來汽車仿生技術(shù)，為仿生技術(shù)在汽車上的應(yīng)用提供思路。

關(guān)鍵詞：仿生學(xué)；車輛工程；汽車造型；汽車材料；汽車減阻

0引言

自然界的生物通過長期進(jìn)化對生存環(huán)境已具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,這種適應(yīng)性表現(xiàn)在生物體應(yīng)對生存環(huán)境獨(dú)特的身體形態(tài)、身體結(jié)構(gòu)和特殊的生物功能。這些生物體神奇合理的形體結(jié)構(gòu)和功能為人類解決工程難題提供設(shè)計(jì)靈感和仿生原型。仿生學(xué)就是通過研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，有意識地進(jìn)行復(fù)制、改進(jìn)和創(chuàng)新，并應(yīng)用于工程技術(shù)之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和設(shè)備，創(chuàng)造改良新技術(shù)[1]。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，仿生學(xué)已在理論研究和工程應(yīng)用方面取得了顯著的研究成果。汽車，作為一種機(jī)電產(chǎn)品，在其快速發(fā)展過程中，許多靈感和創(chuàng)新技術(shù)也來自于仿生學(xué)研究。

1汽車外型仿生技術(shù)

自然界不同動(dòng)物的外型展示不同的魅力：獅子兇猛，雄鷹犀利，甲殼蟲乖巧......除獨(dú)具個(gè)性魅力外,動(dòng)物流線型的外型使其在運(yùn)動(dòng)過程中可以減小空氣阻力。動(dòng)物外型為汽車造型設(shè)計(jì)提供了生物原型。

汽車仿生造型中最成功的為甲殼蟲汽車設(shè)計(jì)。1933年德國的Ferdinand PORSCHE博士設(shè)計(jì)了一款類似甲殼蟲外形的汽車。Porsche最大限度地發(fā)揮了甲殼蟲外形的長處(如圖1所示)。由于甲殼蟲汽車外型可愛獨(dú)特，頗具動(dòng)感、強(qiáng)健、精致的特點(diǎn)使其深受人們喜愛。至2003年7月30日，全球已生產(chǎn)甲殼蟲汽車2 200萬輛。至今大街上仍然可以看到甲殼蟲汽車。甲殼蟲汽車是汽車造型中的經(jīng)典之作，也是汽車造型與仿生學(xué)結(jié)合的完美之作。

圖1　大眾汽車公司的仿甲殼蟲汽車

魚型車是汽車發(fā)展史上的一個(gè)時(shí)代，它克服了船型車在高速行駛時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)空氣渦流的弊端，從船型車進(jìn)化來的斜背設(shè)計(jì)使其不會(huì)產(chǎn)生渦流，同時(shí)其橫截面積和迎面阻力小。1964年和1965年的克萊斯勒汽車公司和福特汽車公司均開始批量生產(chǎn)魚型汽車。魚型車的設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)汽車流線型車身外形設(shè)計(jì)。

寶馬公司在2005上海國際車展上隆重推出H2R氫燃料轎車。此款氫燃料汽車在動(dòng)力方面可實(shí)現(xiàn)排量6 L、最大輸出功率超過210 kW、靜態(tài)加速到100 km/h用時(shí)6 s、最高車速302.4 km/h。在法國Miramas高速試車場此款車創(chuàng)下氫燃料內(nèi)燃動(dòng)力汽車的9項(xiàng)全球速度記錄。除了輕巧的鋁制底盤、硬殼式鋁制空間框架和碳纖維強(qiáng)化塑料的應(yīng)用外，在車身造型方面進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)。H2R轎車車身造型設(shè)計(jì)靈感來源于海豚和企鵝的低阻身材(如圖2所示)：圓鼓的前臉、收起的尾部、極小的正鋒面，使其具有0.21的阻力系數(shù)。車后的擾流板能夠防止可能降低車速的空氣渦流產(chǎn)生。車身每一處細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)都達(dá)到最佳的空氣動(dòng)力學(xué)特性要求。這些精致設(shè)計(jì)的綜合成就此款車在同類跑車中9項(xiàng)速度記錄的創(chuàng)造者。

圖2　寶馬汽車公司仿海豚汽車

奔馳汽車在近來的車身造型設(shè)計(jì)中采用肌肉感設(shè)計(jì)，使汽車造型剛?cè)岵?jì)，動(dòng)感十足(如圖3所示)。同時(shí)保時(shí)捷911仿青蛙造型、雪佛蘭camaro仿大黃蜂造型、法拉利F430仿馬造型、吉利熊貓仿大熊貓?jiān)煨?如圖4所示)等均是汽車造型的仿生設(shè)計(jì)很成功的典范。汽車造型的仿生設(shè)計(jì)不但使汽車外型多彩、獨(dú)特，同時(shí)流線型的車身設(shè)計(jì)也有利于減小汽車行駛阻力。

圖3　奔馳汽車公司的仿肌肉造型汽車

圖4　吉利汽車公司的仿熊貓?jiān)煨推?/p>

除了整車造型仿生設(shè)計(jì)外，汽車局部仿生學(xué)設(shè)計(jì)也取得很好的效果。汽車車燈作為汽車的眼睛，除具有照明功能外，對汽車造型美觀具有畫龍點(diǎn)睛作用。如寶馬、奔馳、別克、馬自達(dá)等汽車在車燈設(shè)計(jì)上采用仿鷹眼造型(如圖5所示)，使車燈看起來線條更流暢，感覺更深邃；捷豹汽車和別克汽車車燈采用仿豹眼造型，線條硬朗，感覺更霸氣。同時(shí)汽車的鷗翼車門、樹葉形后視鏡、仿生翼子板等部位的仿生設(shè)計(jì)為汽車帶來獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格和時(shí)尚的設(shè)計(jì)感官。

在動(dòng)物界中蜂巢結(jié)構(gòu)算是非常獨(dú)特的。蜜蜂的蜂巢開口端為六角形，封底端為六角形棱錐體，由3個(gè)相同的菱形組成，是嚴(yán)格的六角柱形體。蜂巢結(jié)構(gòu)具有用材少、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)良物理性能?；诖私Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，各種飛行器外殼采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)提高飛行器強(qiáng)度，減輕質(zhì)量。我國的“神州”號飛船外殼也采用蜂窩結(jié)構(gòu)制作。同時(shí)六角形架構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑材料中廣泛使用。

美國固鉑輪胎公司聯(lián)合麥迪遜聚合物研究中心合作開發(fā)了仿蜂巢結(jié)構(gòu)輪胎，在支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用蜂巢的六面體設(shè)計(jì)如圖6所示。仿生輪胎具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、防御能力強(qiáng)和減震性能好的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)輪胎相比，仿生輪胎無需充氣，抵御破壞能力強(qiáng)。仿蜂巢結(jié)構(gòu)輪胎滿足抵御臨時(shí)爆炸裝置襲擊且遭遇襲擊后仍以80.47 km/h(50英里/小時(shí))的速度行駛。仿蜂巢輪胎的發(fā)明對于越野汽車和軍用車輛具有重要意義。

圖5　汽車車燈的仿生造型設(shè)計(jì)

圖6　仿蜂巢六邊形結(jié)構(gòu)輪胎

2汽車材料仿生技術(shù)

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保節(jié)能越來越成為汽車發(fā)展的必然趨勢。為滿足汽車節(jié)能環(huán)保要求，汽車輕量化研究和汽車新材料應(yīng)用成為促進(jìn)現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要技術(shù)。仿生學(xué)研究為輕量化設(shè)計(jì)和新材料研究提供新思路和仿生原型。

在漫長的進(jìn)化過程中，生物復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了自身的高度優(yōu)化。天然生物復(fù)合材料具有多極精巧組裝結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的力學(xué)性質(zhì)，對天然生物復(fù)合材料的研究及其仿生應(yīng)用正日益受到人們的極大重視。工程人員研究了竹子、貝殼、牙齒、骨骼、昆蟲外甲殼等生物材料的組成、結(jié)構(gòu)、力學(xué)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)生物材料獨(dú)特的材料組成和幾何結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)其質(zhì)量輕、耐沖擊、大韌性和高強(qiáng)度性能的機(jī)制所在(如圖7所示)。SARIKAYA等[2]研究了貝殼的結(jié)構(gòu)組成和力學(xué)機(jī)制并應(yīng)用于陶瓷復(fù)合材料中，將斷裂韌性提高了40%。陳斌等人[3]在蟬、蜣螂等昆蟲的外甲中發(fā)現(xiàn)了“釘柱”結(jié)構(gòu)和連續(xù)不斷繞過孔洞的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了仿生雙螺旋鋪層層合板和仿生預(yù)成形孔洞復(fù)合材料的試制。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與普通鋪層層合板相比，它們具有較高的斷裂韌性和強(qiáng)度。

汽車材料一直以金屬尤其是鋼作為首選，鋼材除了具有強(qiáng)度高、硬度好等優(yōu)點(diǎn)外，應(yīng)用于汽車最大的缺點(diǎn)是質(zhì)量大。為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化必須找到新型的替代材料。鋁合金、鎂合金、泡沫合金、復(fù)合材料夾芯板、工程塑料等材料開始應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)中，隨著輕量化的設(shè)計(jì)要求，這些材料在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛。

通過對自然界動(dòng)物骨骼等物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，新型輕量化材料和新型制造工藝被發(fā)明和使用。發(fā)泡材料是一種新型輕量化材料。發(fā)泡金屬、發(fā)泡塑料等材料是通過研究動(dòng)物羽毛、殼體、骨骼等內(nèi)部獨(dú)特而復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)而汲取的靈感。發(fā)泡材料內(nèi)部具有的多孔組織使材料質(zhì)量大大減小，但材料的強(qiáng)度、韌性、抗沖擊能力等大大增強(qiáng)。寶馬汽車公司發(fā)明的整體注塑發(fā)泡技術(shù)也得益于仿生學(xué)研究。將催化劑加入熔化的塑料里，在高溫環(huán)境下釋放出氣體，就像酵母在制作蛋糕中的催化作用。一旦模具充滿，零件的表面凝固變硬，模具就在設(shè)定的程序下打開。這樣可以降低零件內(nèi)部仍是流體狀態(tài)的壓力，使氣體在熔化的塑料里形成泡孔。經(jīng)過此工序，零件的質(zhì)量減少近20%。同時(shí)基于生物學(xué)增長規(guī)律的汽車結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以減少零件質(zhì)量，延長零件使用壽命。未來仿生材料在汽車輕量化設(shè)計(jì)中會(huì)越來越受到重視，植物強(qiáng)化纖維、竹纖維等不同結(jié)構(gòu)的材料作為汽車新型材料其應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣。

生物復(fù)合材料的細(xì)觀機(jī)構(gòu)和材料組成為人類改善現(xiàn)有復(fù)合材料和發(fā)展新型仿生復(fù)合材料提供了仿生基礎(chǔ),飛行生物對材料強(qiáng)度、剛度、韌性、質(zhì)量等性能的要求與汽車輕量化材料的要求相一致。同時(shí)對生物復(fù)合材料的自我診斷、自我調(diào)整和自我修復(fù)能力的深入研究將為汽車仿生智能復(fù)合材料的研究提供新的思路和有利的指導(dǎo)。

圖7　昆蟲外甲殼的復(fù)合結(jié)構(gòu)

3汽車減阻仿生技術(shù)

生物表面是生物體與生存環(huán)境介質(zhì)相互接觸且直接作用的外表面，是生物體與外界進(jìn)行信息流、能量流和物質(zhì)流傳遞與交換的窗口，生物表面大量的已知和未知信息、功能、特性對人類、工程、生物及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展都有巨大的借鑒意義。自然界動(dòng)物宏觀表現(xiàn)出的減黏脫附性能與其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)是密不可分的。通過研究生物體表面的特殊特性和形態(tài)特征，并進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，在汽車齒輪、汽車剎車片、內(nèi)燃機(jī)缸套、汽車進(jìn)氣管道等仿生非光滑減阻耐磨設(shè)計(jì)中取得較好成果。研究發(fā)現(xiàn)：蜣螂體表、穿山甲鱗片、貝殼等表面結(jié)構(gòu)在長期的進(jìn)化過程中優(yōu)化出良好的減阻耐磨性能，體表微觀結(jié)構(gòu)如圖8(a)和(b)所示。研究證明：動(dòng)物體表表面覆蓋的凹坑、凸包、棱紋、薄片等非光滑微觀結(jié)構(gòu)具有良好的減阻特性,工程仿生應(yīng)用效果良好[4-6]。

提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性、耐久性和降低故障率，一直是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要研究方向?；钊c缸套是內(nèi)燃機(jī)中的一對重要摩擦副，其使用壽命直接影響著內(nèi)燃機(jī)的使用壽命和可靠性。鄧寶清等[7]將仿生非光滑結(jié)構(gòu)用于活塞和缸套表面(如圖8(e)所示)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:仿生非光滑結(jié)構(gòu)活塞較普通結(jié)構(gòu)的活塞耐磨性提高了4倍。主要原因是：通過設(shè)計(jì)非光滑結(jié)構(gòu)增加活塞與缸套間的儲(chǔ)油能力，改善潤滑條件，有利于油膜的形成，同時(shí)有助于抑制摩擦表面溫升。王國林等[8]在170F柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣喉管內(nèi)設(shè)計(jì)出凹坑非光滑仿生減阻表面，凹坑直徑為0.6 mm、深度為0.1 mm、軸向距離取1.1 mm。進(jìn)氣道空氣流動(dòng)仿真分析表明，這種光滑仿生設(shè)計(jì)將進(jìn)氣道進(jìn)氣阻力減小14.2%左右，流通系數(shù)提高1.2%左右?；隍掾腩^部、鯊魚體表、信鴿尾羽和蝴蝶翅面鱗片的非光滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了凹坑、凸包、U形溝槽和V形溝槽4種仿生非光滑單元體并應(yīng)用于柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道內(nèi)表面，流體軟件分析發(fā)現(xiàn)：在流量系數(shù)變化程度較小的情況下，仿生非光滑表面進(jìn)氣道可以顯著提高渦流強(qiáng)度，優(yōu)化半開式燃燒室的燃燒效果[9]。

為提高汽車用制動(dòng)轂的耐磨性和使用壽命,運(yùn)用仿生耦合原理實(shí)現(xiàn)制動(dòng)轂表面的條紋狀和網(wǎng)格狀等仿生非光滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如圖8(d)所示)。試驗(yàn)結(jié)果表明:仿生耦合制動(dòng)轂具有優(yōu)良的耐磨性和較高的摩擦因數(shù),在實(shí)際工況下比普通制動(dòng)轂壽命提高50%以上[10]，同時(shí)對制動(dòng)轂進(jìn)行激光仿生耦合處理能夠明顯提高其抗熱疲勞性能，使用壽命延長1倍[11]。

齒輪傳動(dòng)是汽車變速箱中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的主要形式之一。齒輪副長期處于較高載荷作用之下，工作齒面局部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕和裂紋，最終導(dǎo)致齒輪的疲勞失效。研究人員從貝殼、海筍等海洋貝殼表面近似網(wǎng)格狀的形態(tài)得到啟發(fā)，通過激光雕刻技術(shù)對汽車變速器齒輪齒面進(jìn)行仿生形態(tài)設(shè)計(jì)。研究發(fā)現(xiàn)：仿生表面形態(tài)齒輪的抗彎曲疲勞性能較普通齒輪的顯著增強(qiáng)，其彎曲疲勞壽命提高了1.06～1.42倍。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)：仿生表面形態(tài)齒輪的最大溫差值小于普通齒輪，均勻的溫度梯度變化對齒輪裂紋的萌生和擴(kuò)展具有一定的遏阻作用[12]。

圖8　生物體表的非光滑結(jié)構(gòu)及其在汽車部件的仿生設(shè)計(jì)

4汽車功能仿生研究

動(dòng)物對環(huán)境具有很好的適應(yīng)性。駱駝被稱為“沙漠之舟”，對沙漠環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，表現(xiàn)在駱駝不僅有適應(yīng)沙漠環(huán)境的體態(tài)而且具有高通過能力的駝蹄。研究發(fā)現(xiàn)駝蹄具有較厚的皮下層，可以起到彈性緩沖作用,且駝蹄的指枕受壓力后，可向周圍擴(kuò)展，增大了足與沙的作用面積。駱駝行走時(shí)，駝蹄平行沙面入沙,垂直于沙面出沙，對沙形成較小擾動(dòng)。駝蹄盤面以一定傾斜角度對沙面作用。這些作用方式使駝足產(chǎn)生較大的向前推力。通過對駱駝在沙地上行走時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性、駝蹄下的應(yīng)力變化及駝蹄與沙的相互作用特性的研究發(fā)明了仿駝蹄輪胎(如圖9所示)，可以提高車輛在沙漠及松軟地面的通過性。實(shí)驗(yàn)研究表明:仿駝蹄輪胎比普通輪胎具有較好的牽引性能，可以有效提高車輛的越沙能力，同時(shí)改善車輪的垂直振動(dòng)性能[13-14]。

伴隨汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車行駛速度越來越快，汽車安全性日益受到重視。為實(shí)現(xiàn)汽車的安全性和智能化，高科技仿生技術(shù)為汽車設(shè)計(jì)和研究提供新思維和新方法。

眼睛是人不可缺少的器官。沒有眼睛人們將無法出行。正是基于視覺對周圍事物識別的重要性，現(xiàn)代汽車裝置的車載攝像頭、雷達(dá)、紅外線探測器、激光傳感器等起到了汽車“眼睛”的作用。這些裝備用來識別汽車周圍的環(huán)境狀況，探測一些障礙物或前車與汽車的距離和準(zhǔn)確位置，判斷車輛行駛的潛在危險(xiǎn)性。將探測信息傳遞給駕駛員以使駕駛員更好更安全地駕駛汽車，或通過車輛智能控制系統(tǒng)對汽車采取自動(dòng)變速、制動(dòng)等措施，以避免汽車追尾、撞擊行人或撞擊障礙物，實(shí)現(xiàn)汽車防撞保護(hù)的功能[15-16]。如沃爾沃XC60、一汽-大眾CC的2.0 T和3.0 L、一汽豐田銳志的2.5 L和3.0 L、奧迪A6L的2.8 L V6和3.0機(jī)械增壓等車均配備自適應(yīng)巡航和自動(dòng)剎車系統(tǒng)以避免追尾，減少事故的發(fā)生。

圖9　仿駝蹄輪胎

嗅覺功能對一些生物具有非常重要的作用，體現(xiàn)在幫助生物尋找食物、識別同類及同類間的信息交流等方面。為保證汽車的行駛安全性，要求駕駛員必須遠(yuǎn)離酒駕。車載酒精傳感器通過類似動(dòng)物嗅覺的方式來識別酒駕。傳感器通過氣敏元件對駕駛員呼吸出的酒精氣味及濃度進(jìn)行識別，當(dāng)酒精濃度達(dá)到設(shè)定的限值時(shí)即可判定駕駛員屬于酒駕，啟動(dòng)相關(guān)程序如發(fā)出駕駛警告，對于嚴(yán)重酒駕的鎖止車輛使其無法啟動(dòng)，以保護(hù)汽車行車安全，避免酒駕事故發(fā)生。目前車載酒精檢測儀在沃爾沃等汽車上已獲應(yīng)用。

偏振光是指只在某個(gè)方向上振動(dòng)，或者某個(gè)方向的振動(dòng)占優(yōu)勢的光。太陽光本身并不是偏振光，當(dāng)它穿過大氣層，受到大氣分子或塵埃等顆粒的散射后，變?yōu)槠窆狻?dòng)物利用太陽偏振光來進(jìn)行導(dǎo)航定位現(xiàn)象非常普遍[17]。例如，螞蟻和蜜蜂等動(dòng)物都能用天空的偏振光來導(dǎo)航，根據(jù)太陽方位的變化進(jìn)行時(shí)間、方向的校正?？茖W(xué)家受益于蜜蜂偏振光定向本領(lǐng)，研制出偏振定向器用于飛機(jī)、艦船等的航行定向。有些動(dòng)物可以利用較暗的月光偏振光來進(jìn)行導(dǎo)航定向[18]。利用月光進(jìn)行導(dǎo)航定向的特性對研究夜用定向儀器具有重要的仿生指導(dǎo)價(jià)值。未來這些仿生偏振光導(dǎo)航定向裝置對于汽車在沙漠或特殊地帶的行駛定向具有重要意義。

研究發(fā)現(xiàn)荷葉表面具有抗臟自潔的神奇功能，當(dāng)水滴在表面滾動(dòng)時(shí)會(huì)帶走表面的污染物和灰塵，達(dá)到自清潔的效果。荷葉葉面的自清潔功能被稱為“荷葉效應(yīng)”。最早是由德國波恩大學(xué)植物學(xué)家BARTHLOTT[19]發(fā)現(xiàn)。荷葉的自清潔功能源于其表面蠟質(zhì)材料疏水性和微觀粗糙結(jié)構(gòu)的綜合作用。疏水性在動(dòng)物界也是比較普遍的。WAGNER等[20]對97種昆蟲翅的微觀結(jié)構(gòu)與潤濕性及其自清潔能力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)一些昆蟲的翅表面較強(qiáng)的疏水性使其具有自清潔能力。植物與動(dòng)物體表的超疏水性為人們研究防水、防污材料提供仿生原型。國外已嘗試將仿生自清潔油漆用于建筑物外墻噴漆，通過雨水的沖洗建筑物即可干凈?？茖W(xué)家研究將仿生油漆用于汽車表面噴漆。仿生油漆的防水和自清潔作用將保持汽車干凈鮮艷。即使有灰塵落在汽車表面，通過水淋即可輕易將污漬帶走，光潔如新。同時(shí)如果這種疏水薄膜用于汽車玻璃，可大大降低汽車雨天行車危險(xiǎn)性。

5結(jié)論

汽車，作為現(xiàn)代生活中必不可少的代步工具，節(jié)能環(huán)保、安全舒適是其必然發(fā)展趨勢。仿生技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用加速汽車安全、環(huán)保、智能的發(fā)展步伐，為解決汽車發(fā)展過程中的技術(shù)難題提供仿生思路和指導(dǎo)。目前的汽車仿生技術(shù)還是形態(tài)、功能和材料等單個(gè)層面的獨(dú)立仿生應(yīng)用。隨著仿生學(xué)的發(fā)展與完善，今后汽車仿生技術(shù)將實(shí)現(xiàn)形態(tài)、材料、功能、結(jié)構(gòu)等不同方面耦合一體的綜合仿生研究，實(shí)現(xiàn)生物宏觀形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)及功能為一體的多維仿生應(yīng)用。

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Application of the Bionics Technology in Automobile Engineering

WU Na1，MA Yunhai2

(1.Shandong Jiaotong Univercity，Jinan Shandong 250023,China；2.Jilin University, Changchun Jilin 130022,China)

Abstract:Bionics technology is application of bionics research in practical engineering. Through the study of the biological form, the unique microscopic mechanism and biological function, bionics technology provides bionic inspiration and biological reference prototype for the new technology research and application in automotive engineering. Four aspects of the automotive bionics technology were researched, including car styling，materials，resistance reduction and functions. The conclusions can provide guidance for the applications of bionics technology in automobile engineering in the future.

Keywords:Bionics；Vehicle engineering；Car styling；Automotive materials；Automotive resistance reduction

收稿日期：2015-08-31

作者簡介：吳娜(1977—)，女，博士，副教授，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械仿生設(shè)計(jì)。E-mail:wuna1978@163.com。

中圖分類號:TH12

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-1986(2016)01-077-06