仿生摩擦学研究及发展

在进化和生存竞争中, 生物形成了具有优异摩擦学性能的优化的结构设计、精巧的材料拓扑和多功能表面织构, 成为仿生摩擦学的楷模. 本文提出仿生摩擦学的定义和学科基础, 从流固界面的黏附与自清洁、生物脚掌与固体表面的黏附、生物表面磨损特性及仿生耐磨设计、流固界面的黏附及仿生等方面回顾了仿生摩擦学的研究和进展, 讨论了仿生摩擦学进一步发展存在的问题.     

扎龙湿地生态环境脆弱性研究

基于扎龙自然保护区受到自然因素和人类不合理开发利用因素的影响,选取了结构型脆弱因子和胁迫型脆弱因子.利用GIS技术从空间角度对扎龙自然保护区的生态环境脆弱性进行了评价,将扎龙自然保护区的生态环境脆弱等级分为5级,生成了扎龙自然保护区的生态环境脆弱性等级图,得出扎龙自然保护区在总体上属轻度脆弱,为扎龙自然保护区的保护和恢复对策的制定提供了一定依据.     

面向工程仿生的介观尺度动物肢体量化分析方法

为了量化分析介观尺度(0.1~1.0 mm)动物肢体的几何结构特征,使用计算机视觉技术代替人的视觉鉴别过程,本研究将具有介观尺度几何特征的典型臭蜣螂(Copris ochus Motschulsky)前足胫节端齿选为研究对象,提出了一种量化分析方法.该方法使用数码体视显微镜获取数字图像,使用软件Matlab作为程序的设计平台,设计程序排除数字图像中的干扰和噪声,并从图像中识别、检测,提取出臭蜣螂前足胫节端齿的外缘轮廓二维点云,以量化分析动物肢体的几何特征,最后验证该方法的准确性和可重复性.对于669×727像素的体视显微镜数字图像,对端齿外缘轮廓进行提取后,可获得约1 500外缘轮廓点,而且在灰度直方图示出的范围内选择不同的阈值没有明显改变曲线拟合的结果,证实了相对于传统方法,数字图像处理和计算机视觉分析方法能够准确有效地反映臭蜣螂的前足胫节端齿的外缘轮廓几何特征.     

土壤动物柔性非光滑体表及其防粘降阻特性

土壤对触土部件的粘附严重影响地面机械的工作效率、工作质量,增大能耗,甚至使其无法作业,例如:克服土壤对耕作机具粘附与摩擦消耗的能量约占耕作总能耗的30％～50％;土壤对土方铲运机械触土部件的粘附积土量可达其额定容量的 20％～50％.土壤动物具有优良的体表防粘功能,基于这一原理,开展了仿生减粘降阻理论与技术研究.土壤动     

内支撑式RFT零压行走机理分析

为提高内支撑式安全轮胎(RFT)零压续跑能力和指导内支撑结构设计,基于子午线轮胎随气压减小的接地印迹变化及径向变形规律,建立了内支撑式安全轮胎零压滚动弹簧-阻尼模型和零压行走刷子模型,分析了零压滚动工况下轮胎纵向力、侧向力和回正力矩产生的机理和与充气轮胎行走行为的差异。利用三维参数化特征建模技术完成了带有内支撑的安全轮胎装配体设计,并制作样件进行了台架性能试验。试验结果表明:所提出的理论模型及其揭示的行走行为和规律,对安全轮胎内支撑结构设计与性能改进具有借鉴意义。     

抛物线型切削面刀具切削性能二维有限元分析

为优化切削工具几何形状 ,降低工作阻力 ,提高工作效率 ,本文引入纵深比的概念 ,采用二维有限元法分析了抛物线型切削工具的切削性能 ,分析表明抛物线型切削工具比直线型切削工具在较宽的纵深比范围内都具有较优的切削性能 ,且其原因是抛物线型切削工具能够减小对切削刃底部材料的压实负功 ,而增加切削面前方材料的扰动正功 ,这为切削部件的优化设计提供了可靠的依据     

土壤分形与土壤粘附

土壤对外表面的粘附性是土壤的动力学性质之一。土壤的诸多性能呈现分形特征。本文综合了介绍土壤颗粒尺寸分布分形和土壤颗表面分形特征及其对土壤粘附的影响。分析表明土壤与固体表面的粘附力随着土壤颗粒尺寸分布分形维数和土壤颗粒表面分形维数增大而增大,土壤的这两种分形维数一定程度上反映了土壤的粘附性。