基于贝壳表面形貌仿生的船舶绿色防污研究

分析了船体表面海洋污损生物的附着规律,以贝壳为仿生对象,提出了基于贝壳表面微结构与反附着机理的船舶绿色仿生防污新技术的实现路线,采用二维功率谱分析法确定了贝壳表面的合适采样条件,基于二维双正交小波变换对贝壳表面形貌进行了分离,提出以舟形藻作为附着试验目标生物来探讨贝壳表面抗海洋污损生物的附着机理,对防污机理的验证方法进行了阐述。     

仿生蠕动型机器人动力学分析与仿真

为提高蠕动型机器人的适应性和行走效率,根据腹足动物蠕动原理,设计了一种可应用于人体大动脉血管介入诊疗的新型蠕动式机器人,该机器人的摩擦力控制模块使固定相与移动相的体节单元与管壁之间具有不同的摩擦系数,从而提高了蠕动效率,使机器人运动更平稳,承载能力更强。描述了机器人的结构与行走原理,分析了机器人在大动脉流场环境中的受力,利用空间算子代数方法,建立了机器人动力学模型,通过试验验证了机器人行走原理,在此基础上进一步进行了任务仿真,测试了机器人在不同环境中的动力学性能。样机试验和仿真的结果表明这种仿腹足动物蠕动式机器人达到了预期目的,而建模和仿真的方法对于其他类型蠕动式机器人也具有借鉴意义。     

仿生张拉机械腿及其抗冲击性能仿真分析

针对机器人腿足系统抗冲击性能差的问题,基于生物张拉原理开发了一种仿生张拉机械腿。该机械腿关节间不存在刚性铰接轴,通过添加柔性材料模拟生物关节韧带和筋腱作用。仿真结果表明:相比传统机械腿,仿生张拉机械腿具有更好的抗冲击性能。材料敏感性分析表明,足-地冲击过程中,仿生张拉腿中的柔性构件通过变形有效吸收冲击能量,缓释了冲击作用强度,改善了刚性构件的应力分布状态。研究范围内仿生筋腱材料软硬保持不变,仿生韧带的弹性模量越小,仿生腿的抗冲击、抗弯能力越强;保持仿生韧带软硬一定时,仿生筋腱的弹性模量越大,仿生腿的抗冲击、抗弯能力越佳,进而为机器人腿足系统的创新设计提供了理论依据。     

低RCS立柱结构仿生设计及仿真分析

分析了空茎植物硬质层的弹性变形关系,结合结构仿生的基本理论,借鉴植物茎杆结构与立柱在功能和受力方面的相似性,对低RCS立柱结构进行了结构仿生设计,并对立柱内部的筋板进行了仿生布置,通过有限元仿真分析.对仿生改进结构进行了静动力学特性验证.     

钻具接头螺纹应力分析与结构优化

石油钻具接头螺纹是发生钻具失效事故的主要部位.针对钻具接头螺纹失效问题,以41/2 in钻杆接头为例,参照API SPEC 7推荐的三种类型钻杆螺纹接头及非API标准H90型螺纹接头,建立有限元模型,在标准上扣扭矩、相同载荷及边界条件下对其进行力学分析,得出4种不同扣型接头螺纹的应力分布,以此为基础提出新的结构优化.     

多关节仿生机器鱼建模分析与仿真

针对仿生机器鱼建模的复杂性,以三关节机器鱼为研究对象,基于动力学和运动学进行机器鱼的模型构建,并进行控制方式的仿真分析。首先,对鱼类和机器鱼的控制方式、动力学和运动学特性进行分析。其次,使用SolidWorks搭建机器鱼物理模型,并将其导入MATLAB中以建立Simscape仿真模型。最后,通过仿真实验分析评估机器鱼模型性能。结果表明,机器鱼模型三个关节角度的时间变化曲线相对平滑,没有明显突变或抖动,展现出稳定的运动行为,验证了该模型在设计和参数调节方面的合理性。     

基于内侧半月板结构设计的仿生假体有限元分析

基于人体内侧半月板结构设计了游离式仿生内侧半月板假体,置换临床中无法修复的半月板.通过三维有限元分析方法,对假体进行了力学分析,验证了其可行性.数据结果显示,与健康半月板相比,半月板假体应力较高,两组模型高应力分布区域均在内侧中后部;所设计的半月板假体与健康半月板具有相似的生物力学性能.数据结果验证了假体的主要优势在于,其不需要额外固定模式,因而避免了因假体固定失效造成的失败.     

高速铣削加工仿生表面的磨损特性分析

自然界中一些生物体由于其体表独特的微观结构可以使其在土壤中穿梭自如,这种微观结构使生物体表面有着耐磨、减阻的特性。为探究仿生表面的磨损性能,以蜣螂体表结构为仿生原型,通过高速铣削淬硬钢实验,结合已加工表面与仿生原型表面结构几何参数的对比,获得高速铣削仿生表面,并通过摩擦磨损实验分析其磨损特性。对磨损程度指标结果对比后发现:符合蜣螂体表结构几何参数的四边形凹坑形貌的耐磨性优于其他凹坑表面形貌,其中四边形凹坑形貌长宽比近似为2时,也就是行距与每齿进给量比值为2时,其耐磨性最好。     

米制、美制梯形螺纹连接强度的分析对比

通过结构参数的分析对比,采用理论分析计算及有限元法,详尽分析米制、美制梯形螺纹的连接强度状态,总结两种连接用梯形螺纹的螺纹参数对螺牙轴向载荷分布的影响,为正确选用米制及关制螺纹提供依据．     

基于ANSYS软件的连续管井口压曲分析

采用有限元分析软件ANSYS,对井口处注入头链条底部与防喷器橡胶心子顶部之间的无支撑长度的连续管进行数值分析计算,得到了不同参数下的连续管静力压曲临界载荷,分析了无支撑段连续管长度、连续管的截面面积对压曲载荷的影响规律.结果表明,压曲临界载荷随着连续管管径和壁厚的增大而增大,而随着无支撑段管长的增加而减少.该分析方法与...     

椭球面上螺纹的加工工艺分析

通过研究椭球面上螺纹的参数化编程与加工过程,利用F ANUC 0i Mate-TC数控系统提供的宏程序编程功能,编制出了具有通用性、适用性的椭球面上螺纹的数控加工程序。该技术使用简单,只需在主程序中对相关变量进行赋值即可完成所需椭球面上螺纹的加工,能有效地保证椭球上加工螺纹的准确性,提高产品的尺寸精度和表面质量。     

气动凿岩机压力测试中管腔效应分析

本文对气动凿岩机气缸压力测量中的管腔效应,用系统动力学的方法进行了分析,从而得出了管腔系统的近似固有频率。可供在动态压力测量时参考.     

螺纹旋合长度对钢轨接头螺栓强度的影响分析

应用有限元接触分析方法,研究钢轨接头螺栓螺纹旋合长度对螺栓强度的影响.通过改变钢轨接头螺栓和螺母的螺纹旋合长度,并进行相应的接触有限元分析,定量研究钢轨接头螺栓内部的应力分布,为实现钢轨螺栓螺母的轻量化,降低螺栓和螺母的制造成本提供理论依据.     

双主密封特殊螺纹油管接头密封性能研究

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。     

螺旋捻制结构在受载情况下的力学性能分析

螺旋捻制结构工作过程中呈现复杂的几何、运动与力学特性,为了解工作状态下整个结构的受力情况,需要对捻制结构中钢丝的几何和力学特征进行深入的研究．以简单直股为例,通过理论分析和有限元模拟的方法,研究了端面自由和端面约束转动两种边界条件下股的力学性能．分析结果表明：在受载一定情况下,端面约束转动时股的应变和接触应力更大,股更容易失效．所用的方法为一般螺旋结构的力学性能分析提供了参考．     

网壳结构的假想等参元计算

文章给出一种网架（壳、板片）结构的假想等参元近似计算方法，该方法能够在结构分析时大量减少自由度，使得结构总刚度矩阵容量显著减少，从而使得计算量明显减小。     

刀具前角对螺纹铣刀铣削性能影响的仿真分析

为合理选择刀具前角,提高刀具使用寿命和螺纹加工效率,对某可转位螺纹铣刀铣削加工45号钢进行研究。借助金属切削工艺有限元软件AdvantEdge对铣削加工进行模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,对比分析了不同刀具前角对切削力和切削温度的影响,进而优化选择合理的铣刀前角,为实际螺纹铣削加工刀具前角的选择提供参考。