植物表面非光滑形态与润湿性的关系

从工程角度出发,应用多项对比试验与典型分析相结合的方法,选取吉林省长春地区的部分植物,应用体视显微镜、扫描电镜和静滴接触角测量仪等进行了植物功能叶表面的非光滑形态及与水的表面润湿性和粘附性的试验研究。试验结果表明,植物表面具有的非光滑形态与表面润湿能力的强弱有极大的关系,非光滑单元体的形状和分布是影响植物表面憎水性强弱的决定性因素;规律分布凸包形非光滑单元体的植物表面的憎水性强,脱附效果好;规律密布表皮毛形非光滑单元体次之。上述结果为生物表面仿生工程和复合材料表面设计提供了借鉴。     

沟槽非光滑表面流场的数值分析

利用有限体积法对三角形仿生非光滑沟槽表面流场进行了数值计算。近壁面区采用B-L两层模型,外区采用雷诺应力模型。分析了沟槽表面的流场特性,对计算域中心Z=3 mm平面的速度场和湍流统计量进行了研究。顶点间距s+≈20,h+≈17.3的沟槽减阻率为5.2%;s+≈40,h+≈34.6的沟槽增阻率为12.3%。从速度场、剪应力及湍流统计三方面对沟槽表面减阻、增阻机理进行了分析讨论。与风洞和油槽实验数据定性对比的结果表明,理论计算与实验结果一致。     

长耳鸮皮肤和覆羽耦合吸声降噪特性研究

利用体视显微镜和驻波管吸声系数测试仪,对长耳鸮、雉鸡、鸽子的胸腹部皮肤和覆羽进行形态、结构观察测试及吸声降噪特征对比试验,并试验研究了长耳鸮皮肤组织试样的耦合吸声特征。结果表明,长耳鸮皮肤和覆羽具有独特的多层次形态与结构耦合特征;在测试频率范围内,三种鸟类皮肤和覆羽的吸声能力在低频段（1000Hz以下）无明显差异,在高频段（1000Hz-4000Hz）,长耳鸮皮肤和覆羽呈现一定的吸声性能,其吸声系数最大值可达0．45,而雉鸡和鸽子体表吸声性较差。根据长耳鸮体表耦合降噪特征运用微穿孔板吸声体吸声系数计算理论,建立仿生耦合吸声数值模型,分析其形态与结构耦合特征的吸声机理。     

T8钢－聚有机硅氧烷仿生减粘降阻复合涂层的特性

研究了Ｔ８钢－聚有机硅氧烷仿生减粘降阻复合涂层的表面润湿性、磨料磨损特性及对土壤的减粘降阻性能与金属材料相比，仿生复合涂层的表面憎水性显著提高，水在其表面上的接触角达９２°；与４５钢相比，其磨料磨损的体积相对耐磨系数为６３％，降阻率达１５．２２％～２２．２７％     

仿生非光滑表面45#钢模具的热疲劳性能

利用动物体表仿生学原理制备45#钢模具非光滑表面试样,通过自约束冷热疲劳试验方法,对比研究了光滑与非光滑试样的热疲劳特性,观察分析了热疲劳裂纹在仿生非光滑表面上扩展的形貌和内部机理.结果表明,非光滑单元体对热疲劳裂纹有阻断作用,仿生非光滑表面使模具的热疲劳抗力显著提高,模具表面的热疲劳性能在非光滑单元体的某一密度范围内达到最佳状态.在细晶强化、合金强化等强化机制下,由仿生非光滑单元体构筑的"桩钉"效应是导致模具抗热疲劳性提高的主要原因.     

仿生非光滑表面磨损机理的试验研究

为研究具有不同仿生非光滑表面特征试件的磨损机理,通过加工几种具有非光滑表面形态特征的圆形45#钢试件,利用正交试验方法设计耐磨性试验方案,在国产MM200型摩擦磨损试验机上进行试验.试验结果表明,在相同试验条件下,时间、负荷、速度、形态和分布对耐磨性均有影响,并且耐磨性按照凹坑、凸包、波纹、鳞片形态递减;通过分析磨损后非光滑形态表面的形貌及磨屑的图像,得出非光滑表面形态的磨损机理是磨料磨损,并且其磨损机制是微观切削.     

凸包形仿生推土板表面的数学建模与优化设计

本文根据土壤动物凸包形几何非光滑体表的特征规律,构建了两种凸包形仿生推土板表面的数学描述式,利用地面机械仿生学及地面车辆理论的研究结果,给出土壤下压深度的计算公式,建立了凸包形仿生推土板的优化模型;并借助于遗传算法给出了求解算法,针对不同类型的土壤得到了凸包形仿生推土板表面的优化设计方案。     

接地压力动态变化下履带推力与土壤参数间关系的研究

本文提出了履带拖拉机在松软土壤上行驶时接地压力动态分布的数学模型;通过对确定土壤剪切变形模量K的方法的研究修正了Janosi-Hanamoto公式,建立了以接地压力动态分布和接地履带板下土壤水平变形成等差级数变化条件下的推力数学模型;并在松散干砂上进行了履带拖拉机整车牵引试验。接地压力动态分布和履带推力的计算值,与试验结果比较,表现出良好的一致性。     

防抱制动中AUDI盘式制动器动态特性的系统辨识

在JF 1 32型汽车制动器试验台上进行了AUDI盘式制动器的动态测试 ,建立了该制动器的带外生变量的自回归 (ARX)模型。根据试验中获得的数据 ,确定了模型的结构 ,采用最优辅助变量法对所建模型的参数进行了辨识 ,通过残差白色性检验以及不同观测数据的比较 ,验证了所建模型的精确程度。     

水泥混凝土粘附界面的影响因素

从水泥混凝土与工作部件表面的界面水膜特性、水泥混凝土特性、工作部件表面特性、外部因素等角度入手,分析了水泥混凝土粘附界面影响因素。结果表明,水泥混凝土和工作部件的界面产生粘附的主要影响因素包括界面水膜、水灰比、砂灰比、沙率、粗集料形状、外加剂、工作部件表面形状、材料以及外力和温度等。通过分析对接触界面的水膜连续性和粘附界面的实际接触面积有影响的关键性因素,探讨了实现对水泥混凝土减粘脱附的有效途径,为利用土壤动物减粘脱附仿生研究成果解决水泥混凝土粘附问题创造了条件。