植物结构仿生学在工业设计中的应用研究

植物结构仿生是在仿生学的基础上发展起来的,通过研究自然界植物系统的优异结构和功能特征,并有选择性的在设计过程中应用这些结构原理和特征进行设计.论文从肌理结构、负荷结构、疏水防粘结构、动力结构、抗性结构五个方面阐述植物结构仿生,并探讨了植物结构仿生设计的多重特点以及高分子材料仿生、智能信息控制等发展新亮点及其带给工业设计的启示,倡导工业设计师在师法自然的仿生设计哲学指导下,在设计中引入植物结构仿生学概念,以创造出符合现代需求的众多产品,并促进工业设计及其相关学科的进一步发展与完善.     

仿植物叶片的组织结构对衬衫面料散湿性能的影响

为解决夏季机织衬衫面料吸湿排汗的问题,从仿生的角度出发,模仿植物叶片结构,设计了多种联合组织,并选配合适的纱线进行上机织造,通过测试其厚度、克重、经纬密、透气率、透湿量、芯吸高度和蒸发速率等,分析仿生结构对面料散湿性的影响,为夏季衬衫面料的开发提供参考。结果表明：仿植物叶片叶脉的网目组织配合仿植物叶面气孔的透孔组织表现出了良好的散湿性能,为夏季散湿衬衫面料的开发提供新的方向与理论依据。     

基于有限元分析的数控铣齿机立柱动静态设计

运用结构动态设计原理和基于有限元法的变量化分析技术对数控弧齿锥齿轮铣齿机立柱部件进行了动、静态分析,研究了立柱不同结构型式对其静、动态性能的影响．结果表明,立柱的跨度等因素对其低阶模态频率影响很大．给出了立柱的优选结构型式,为机床改造或机床设计提供了依据．     

基于虚拟样机的数控铣床结构动态特性分析

为了对数控铣床结构进行优化设计,运用系统建模与仿真以及虚拟样机技术,分别在Pro/E、ADAMS和ANSYS平台上建立数控铣床的三维模型和立柱有限元模型,进行了数控铣床的运动仿真和立柱的模态分析,得到立柱前20阶频率.通过对变形云图的分析,确定电机主轴的转速不宜大于12 000r/min.     

TH5945机床立柱的静刚度分析

介绍了TH5945机床立柱的三维有限元建模的处理方法,按滑座伸出最远端,立柱承受最大切削力时,应用结构分析软件SuperSAP对其进行了静刚度计算,通过分析,对该立柱的刚度特性进行了评价。     

基于FEM的数控弧齿铣齿机立柱结构静、动态设计

借助有限元分析软件,运用结构动态设计原理和基于有限元法的变量化分析技术对数控弧齿铣齿机立柱部件进行动、静态特性分析,并以立柱结构的侧板宽度为几何参数进行灵敏度分析,找出原设计中的不足,并在结构及尺寸上加以改进．结果表明,改进后立柱的动、静态性能得到显著的提高,为机床设计和改造提供了依据．     

民用飞机客舱立柱耐坠撞特性结构优化设计

目前为了提高乘员的生存能力,民用飞机的耐坠撞性能受到越来越多重视.同时,对耐坠撞性能的结构优化设计研究也越来越广泛,客舱地板立柱就是其中很重要的吸能部件.本文参考典型的在役民用飞机客舱地板立柱结构设计经验,同时进行耐坠撞特性分析,进行结构优化设计,提供了一种飞机耐坠撞特性结构优化思路.     

基于动态灵敏度的数控机床立柱优化设计

以结构动力学理论为基础,对数控机床立柱结构动态性能进行分析。首先建立立柱三维模型,使用ANSYS Workbench软件对立柱进行模态分析,得到立柱一阶模态频率。通过计算得到各设计参数对立柱动态性能的灵敏度值,选择其中灵敏度值大的设计参数为设计变量。以一阶模态频率为目标,使用响应面法进行优化设计。优化后数控机床立柱一阶频率提高1.657 Hz,最大位移与最大应力均满足设计要求,动态性能得到加强。     

基于贝壳表面仿生油管螺纹抗粘扣性能仿真分析

粘扣是油管螺纹的主要失效形式之一.针对油管螺纹粘扣的机理,将贝壳表面沟槽状仿生非光滑结构的耐磨特点应用在油管螺纹上以达到抗粘扣的目的.利用有限元仿真的方法对普通油管螺纹、基于贝壳表面结构的仿生沟槽结构油管螺纹在拧紧力矩作用下与轴向力作用下的齿面载荷分布进行模拟分析.结果表明,仿生油管螺纹表面接触应力全面低于普通螺纹,有效地减小了螺纹表面应力集中现象.     

立铣立柱的实验模态分析

应用SMS 3.0软件对立铣立柱进行了全面的实验模态分析研究,找出了立柱结构的薄弱环节,为立柱的结构设计提出了改进方案。