非圆胀圈型密封环的设计方法与性能分析

为解决重载车辆中由于胀圈密封失效而导致的传动系统故障问题,提出通过胀圈的非圆设计减小辅助密封面和接口处漏率,并减小胀圈失稳破坏的可能性,以提高胀圈密封的可靠性和使用寿命. 分别通过基于曲梁解的理论解析和有限元数值模拟方法分析了胀圈装配状态下的受力与变形情况,计算出可以实现辅助密封面理想贴合的非圆胀圈的外轮廓曲线,讨论了解析方法的适用范围和接口形式对非圆线形的影响. 通过对胀圈变形和受力状态的有限元分析,发现非圆胀圈的密封间隙和漏率明显减小,密封性能显著提高.      

超疏水表面微液滴的电致振动

微流体控制技术在生物、化学、微机械等领域具有广阔的应用前景.微液滴作为微流体的一种表现形式,其运动形态与控制技术已经成为最热门的研究领域之一.本文以铜基十四酸铜表面(具有二级粗糙结构的超疏水表面)为基底,首先研究了微液滴在直流电场下的电湿润现象,其次研究了交流电场下微液滴的电致振动特性,然后讨论并分析了外加电场频率、电压幅值、液滴体积等因素对液滴振动特性的影响.     

薄壁球壳超轻质结构力学行为研究

以乒乓球为基本单元,研究了3种结构的大变形压缩力学性能:乒乓球单球自由压缩、被胶结于两个平行板间的乒乓球的压缩和胶结联接的乒乓球列阵的压缩力学行为.发现第1种情况压缩时应力-应变曲线变化平缓,上下两个压缩面变形基本为对称变形;第2种情况压缩时上下胶块尺寸的微小差别会导致上下变形不对称;第3种情况压缩时发现相邻上下两球在胶结处的变形基本对称.这些发现对于研究球壳多胞超轻质结构的球壳单元联接方法和工艺具有指导意义.     

关于流体流动的边界滑移

提出了应力控制边界滑移模型并预报了平行板间的流体界面滑移以及球和平面间有法向挤压运动时的界面滑移问题, 数值解与试验数据吻合. 该模型假设在固液界面上存在一个极限剪切应力, 当界面应力在此极限应力之下时, 没有界面滑移; 当界面应力达到此应力时, 发生了滑移. 研究发现, 当两个界面滑移性质相同的表面发生挤压运动时, 界面滑移使得流体动压效应明显减小, 流体承载力最后达到饱和状态. 滑移解与无滑移经典理论解相比最大相差两个数量级以上. 当两个界面滑移性质不同的异性表面发生挤压运动时, 界面滑移的影响比较奇异, 此时界面滑移主要由界面极限剪应力较小的表面控制, 但流体动压效应减小较慢, 即使当某一个界面的极限剪应力为零时仍然有可观的流体动压承载力.     

滑移楔流体动力学及其表面滑移特性优化

研究了具有滑移楔的滑块轴承的流体动压承载力．根据界面所受剪力的分布情况，优化固体表面滑移特性，表面滑移特性是几何位置的函数．提出了研究二维界面滑移问题的滑移本构方程的分段线性化方法，研究了有限长滑块轴承具有任意界面极限剪应力的二维界面滑移问题及其流体动力学效应．发现滑移楔的流体动力学效应要大于传统的几何收敛楔，甚至当几何间隙为平行间隙或发散间隙时，滑移楔仍然会产生很大的流体动压力．滑移楔可以产生的最大流体动压力是几何收敛楔能够产生的最大流体动压力的两倍以上，最大的达到2．5倍．界面滑移使得界面摩擦阻力减小．     

电流变智能Smart轴承稳态性能分析

从理论上用双线性流变有了元方法分析了电流变智能Ｓｍａｒｔ轴承的稳态性能，发现其稳态性能随施加在油膜上的电压升高而不断改善，从而为设计和有效控制电流变智能Ｓｍａｒｔ轴承的稳态性能提供了可靠的理论智能和分析方法。     

仿生二级微沟槽表面减阻特性数值模拟

快速游动的鲨鱼,其皮肤表面布满沿流动方向的沟槽,这种沟槽能够减小鲨鱼游动过程中的阻力。通过仿生技术人们设计了一系列具有单一尺度的沟槽结构,如V型、L型、U型等(定义为原始沟槽),并获得了一定的减阻效果。然而通过仔细观察,发现鲨鱼皮肤表面的沟槽并非是单一尺度的。根据这一启发,通过在原始V型沟槽顶部两侧增加小尺度三角形突起,设计了一种二级沟槽表面。利用RNGk-ε湍流模型,对原始V型沟槽和二级沟槽表面进行了流场分析。讨论了在不同雷诺数的情况下,两种沟槽壁面对湍流边界层内速度分布、沟槽壁面切应力及减阻效果的影响。计算结果表明,在一定雷诺数范围,原始V型沟槽最佳减阻4.6%,二级沟槽结构最佳减阻8.07%,二级沟槽减阻效果明显优于原始V型沟槽。二级沟槽表面能够更有效地抑制边界层内湍流流动,减小了流体流动的黏性阻力,具有更好的减阻效果。     

骨关节炎治疗用水凝胶研究进展

骨关节炎（OA）是易发于中老年群体的一种退行性病变，侵蚀关节软骨及其附属组织，严重影响患者的生活。水凝胶生物相容性好、力学性能优良，由其制成的功能性水凝胶可以弥补目前OA常用疗法中药物作用时间短、难以实现软骨组织再生等缺点，受到广泛的关注。总结了水凝胶在OA药物治疗、软骨缺损修复、关节滑液修复等方面的研究进展，探讨了药物释放水凝胶消炎止疼原理和药物缓释机理、软骨缺损修复水凝胶的修复机理以及关节润滑水凝胶的润滑机制。探讨了水凝胶治疗OA中存在的问题及其发展方向。