钻头泥包的土壤动物仿生学分析研究

从土壤动物适应生存环境而进化出在潮湿土壤中不粘土的特性出发,介绍了土壤动物非光滑体表结构有利于减粘脱土的原因和穿山甲特殊爪趾形状不粘土的特性.在此基础上,提出了仿生钻头的想法,希望能够解决钻探工作中遇到的钻头泥包问题.     

CuZn钎料钎焊白口铸铁润湿性及动力性能

研究了ＣｕＺｎ系钎料钎焊白口铸铁润湿性及力学性能。结果表明,含Ｚｎ３８％ＣｕＺｎ钎料润湿性和剪切强度最高。ＣｕＺｎ系钎料在白口铸铁表面的润湿性和钎缝剪切强度低于在３５＃钢表面的润湿性和钎缝剪切强度。白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀,是钎料润湿性差和接头强度低的主要原因。     

玻璃微珠填充UHMWPE 基复合材料的润湿及土壤粘附特性

研究了玻璃微珠填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 基复合材料的润湿及土壤粘附特性, 分析了玻璃微珠的掺量、粒径与复合材料表面润湿性、土壤粘附特性的关系。试验结果表明: 随着玻璃微珠掺量的增加, 水对复合材料表面的接触角减小, 土壤在复合材料表面的粘附力增大; 当玻璃微珠的体积含量不超过9% 时, 玻璃微珠的加入不至于明显地降低U HMW PE 的减粘降阻特性。由于“非光滑效应”, 水膜在表面曳力的作用下力图拉离U HMW PE 基体表面, 土壤/基体间产生楔开应力, 使土壤易于脱离基体表面。      

激光制备仿生耦合制动毂的摩擦磨损性能

为提高汽车用灰铸铁制动毂的耐磨性和使用寿命,运用仿生耦合原理,采用激光雕刻技术在灰铸铁表面加工出点状、条纹状和网格状的非光滑单元体。研究了单元体的显微组织,不同激光加工能量、不同单元体形态的仿生非光滑试样的摩擦磨损性能,以及仿生耦合制动毂在实际工况条件下的使用情况。试验结果表明:仿生耦合制动毂具有优良的耐磨性和较高的摩擦系数,在实际工况下比普通制动毂寿命提高50%以上。     

玉米籽粒收获机清选筛堵塞规律及脱附试验

针对玉米籽粒收获机清选筛堵塞引发清选作业质量降低的问题,选取筛片倾角37.5°、45°、52.5°、60°四组筛孔开度的鱼鳞筛,开展清选筛堵塞规律和脱附田间试验.作业量为1.5 hm2时,上清选筛的堵孔比例分别为7.89％、7.59％、7.14％、6.91％,尾筛的堵孔比例分别为8.07％、7.81％、7.49％、6....     

轴流风机仿生叶片降噪试验研究及机理分析

根据长耳鸮翼前缘非光滑形态降噪特性,设计了仿生前缘非光滑轴流风机叶片。试验研究表明:仿生非光滑叶片在50~2000 Hz的频段上噪声值明显小于原型风机叶片,最大降噪率为2.52%;影响仿生非光滑叶片降噪效果的主次因素为非光滑单元间距t、非光滑单元高度h和非光滑单元个数。计算机模拟分析表明,仿生前缘非光滑形态降噪机理主要为:减少翼型表面紊流附面层压力脉动并延缓翼型后部涡流分离脱落;有效减少气流流经前后翼型表面时翼型间扰流作用,起到良好的导流作用,使后翼型来流平稳,气流噪声降低。     

抗热疲劳仿生耦合制动毂的激光加工参数

通过正交试验设计,优化了Nd:YAG激光加工参数并进行了现场应用。结果表明,单元体横截面积随脉宽、峰值功率增加而增大,随扫描速度加快逐渐减小,频率和离焦量对单元体尺寸影响不显著;最佳激光加工参数为:峰值功率1.136 kW,脉宽12 ms,频率10 Hz,离焦量5.5 mm,扫描速度0.5 mm/s;经过激光仿生耦合处理的制动毂寿命延长1倍以上。     

仿生耦合功能表面应力-应变本构关系

采用试验优化设计方法对相同试验条件下凹坑形仿生光滑试样以及具有仿生耦合表面的非光滑试样进行了干摩擦磨损试验对比研究。在相同试验条件下,凹坑形仿生非光滑试样磨损率小于光滑试样,即前者耐磨性较高。在此基础上,作者进行了受压状态下试样表面应力的试验测试和ANSYS有限元计算分析,探讨了非光滑凹坑对试样表面应力-应变分布的影响。结果表明:在受力状态下,仿生非光滑凹坑改善了试样表面的应力分布,使非光滑试样表面凹坑间的区域局部应力明显小于光滑试样表面的应力,即产生了局部低应力区。本文初步提出了非光滑结构的力矩效应和应力缓释效应。     

土壤-犁壁界面毛细负压的形成和作用

根据毛细现象的附加压强理论,解释了剪断毛细管后,管中剩余的水分处于悬浮状态这一现象;结合土壤含有丰富毛细管的事实和耕地时犁铧切断土壤毛细管的过程分析,证明了土壤 犁壁界面存在由弯月面的附加压强产生的毛细负压,同时给出了毛细负压产生的判定式。根据界面粘附功的Young Dupre方程,应用毛细负压的观点解释了水接触角大的材料和仿生非光滑表面的减粘机理。     

涂膜液成分对可食膜的透性及番茄保鲜效果的影响

研究了添加不同量软脂酸和甘油对淀粉基可食膜的水蒸气透过率和氧气透过率的影响,并用于番茄果实的保鲜试验。试验结果表明:可食膜成分中脂类和增塑剂对膜的透过性有显著影响,在试验范围内涂膜番茄的糖损失和失重在保藏中明显低于未涂膜番茄。