光子学视角分析自然界中的生物结构色彩美

自然界中很多生物体呈现出五彩缤纷的生物结构色彩, 这是由于生物体的物理亚显微结构使光发生干涉、衍射或散射的光学效果, 是天然的光子晶体结构. 本文在生物结构实体测量与文献综合调研基础上, 归纳分析了蝴蝶翅色、鸟类羽色、欧泊宝石、贝类壳层、甲虫体壁等一些生物色彩形成的内因机制, 并分析了某些生物结构有利于自体生存的生理功能. 通过对自然界中某些生物结构色、形成机理及其应用研究, 可促进有利于人们生产生活的仿生科学技术的发展, 对制备新型光子晶体结构以及新型功能光子元件提供新思路.     

孔雀羽毛的纳米结构生色机理及其仿生结构器件的应用初探

孔雀羽毛的绚丽色彩启发人们考虑是否能够将羽毛的结构色和动态色中的光子晶体应用于印刷品、纺织品中。通过采用光学显微镜和扫描电镜等手段对孔雀羽毛的微观结构进行了分析,并参照二维光子晶体结构模型,深入探讨混合色的形成机理及结构变化因素对颜色合成的影响。同时结合纳米仿生制备技术,提出了人工仿生结构生色思路,初步探讨结构生色在印染、纺织等领域的应用前景。     

液压自由活塞发动机液压阀组特性研究

研究液压自由活塞发动机液压阀组动态特性.基于单活塞液压自由活塞发动机活塞运动规律,给出了其液压阀组形式,建立了阀组数学模型,对阀组的稳定性、频率响应、位移时间响应和流量特性进行了分析.结果表明:单活塞液压自由活塞发动机吸排油应分别采用反向和正向外流式锥阀;减小阀组的阀芯质量和黏性阻尼系数可减小阀芯运动与活塞运动之间的相位差,提高系统容积效率;排油阀开启过程瞬时开度大且阀芯运动受限位装置影响.     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

Scorpions Inspire Chinese Scientists in Making Bionic Non-eroding Surfaces for Machinery

Erosion exists diffusely in machinery,metallurgy,energy,building materials,aviation,spaceflight, and many other industrial fields.It has become one of the important reasons of material damage and equipment failure.A series of issues caused by erosion have been paid more and more extensive attentions by academic researchers and applied engineers. Recently,Prof.Han Zhiwu and his colleagues from Jilin University in China published an article in Langmuir (2012,28,2914—2921),titled "Erosion Resistance of Bionic Functional Surfaces Inspired from Desert Scorpions",     

基于动态规划法的轧制规程设计系统

针对某钢厂的实际生产情况开发了高速线材轧制规程设计系统.以总轧制能耗最小为目标函数,采用动态规划算法进行孔型的优化.利用CAD图形的二次开发技术,实现了自动绘制轧辊孔型图形.现场测试表明:本系统能有效地降低整个轧线的总轧制能耗,轧制规程效率高,具有很好的工程应用价值.     

考虑连杆-曲轴变惯性影响的活塞二阶运动分析

为分析活塞二阶运动轨迹和裙部侧向力,提出一个包括连杆和曲柄动力学在内的活塞动力学和摩擦学耦合分析模型.该模型同时也将活塞环组摩擦力、活塞销和曲轴偏置、配缸间隙对活塞动力学和摩擦学的影响考虑在内.计算和比较了连杆和曲轴变惯性对活塞二阶运动和侧向力的影响,同时也分析了配缸间隙对活塞二阶运动的影响.结果表明,连杆变惯性及配缸间隙都对活塞二阶运动和裙部侧向力有重要影响.     

2012-16 科技期刊亮点

仿生水稻叶表面制备及其润湿性研究吉林大学电子科学与工程学院杨罕等通过一种二次转写的简易方法制备仿生的水稻叶表面,从结构和功能入手考察了采用这一方法制备的仿生水稻叶的性能。相关研究成果发表在5月23日出版的《科学通报》杂志上。自然界中,水稻叶表面具有对水滴的各向     

基于BP神经网络PID的活塞式深海压力传感器压力控制研究

为了提高深海大压力下微小波动压力的测量精度,文章介绍了一种新型的、基于液体可压缩性的、压力平衡式的活塞式压力传感器,针对该活塞式压力传感器压力控制系统存在的非线性、参数时变性以及时滞问题,提出将反向传播(back propagation,BP)神经网络与常规比例积分微分(proportional integral de...     

利用高斯声束叠加法研究圆形活塞聚焦换能器的非线性声场

由于高斯函数的积分简单性,利用高斯声束叠加法对圆形活塞聚焦换能器在有损媒质中产生的基波,二次谐波声场进行了理论计算,并建立了相应的实验测量系统,实验结果与理论计算结果符合得较好。