近年来,交叉学科的蓬勃兴起引起众多优秀学者的关注。仿生学(Bionics)作为其中优秀代表,立足于生物学和技术学的结合。力学仿生更是仿生学的一个积极应用,其研究内容主要包括两大方面。其一是将静力学知识应用在生物体本构模型与精细结构;其二是动力学知识应用于生物体组成部分对于个体的相对运动和生物体在自然中的运动。随着“机械工程与健康科学”作为1985年美国科学研究委员会生物工程小组提出的“当前具有特别意义的一系列领域”之一,生物力学基础理论的重要组成部分即生理循环系统机械模拟技术就已经成为备受关注的重要课题。众所周知,人体是最优的进化结构,因而人体血管是最优结构的输流管路。本文在生物医学与流体力学的交叉领域内展开研究,将血管壁本构模型下独特而优越的力学性质应用到现代输流管路的动力学模型中。此研究既可以为临床医学对于心血管有关疾病的预防、诊断治疗、监测提供数据支持,又可以为优化仿生管路系统提供理论支持,为现代输流管路起到减粘降阻、减噪降振起到可观的作用。本文正文涵括6章。第1章主要阐述了本文的选题来源和研究意义,讲明血管本构模型的发展历程和研究现状以及现代静液输流管路系统的起源和国外内研究情况,论述研究工作的较之以往不同的点和遇到的棘手问题;第2章说明生理学知识和连续介质力学理论基础,建立了应变能密度函数下的血管本构模型,揭示了管壁最本质的应力应变关系,分析了特征参数对管壁力学特性的影响;第3章首先介绍水锤理论及管路流固耦合经典方程,将上一章所得结论代入管路动力学模型得到仿生管路14方程,分析单根仿生直管幅频响应特性;第4章综合前两章研究结论,建立仿生管路系统,求解特定边界条件下直管路系统、分型管路系统、分流管路系统的传递矩阵及状态向量;第5章设计了仿生管路试验,进可能将理论推导情况结合实际尽可能复现于试验,拟合试验结果对照第3章比较异同;第6章统归全文主要研究内容,对仿生管路系统流固耦合发展的后续研究提出一些美好展望。