自卸车柔性仿生减粘技术及其应用试验

在柔性非光滑减粘脱附的自卸车模型试验基础上，通过钢链的强度试验，进行了钢链的尺寸设计，开发了二种自卸车柔性仿生减粘技术。现场应用试验结果表明，此种技术具有明显的减粘脱附效果，可使自卸车平均提高技术生产率１９．４％。现场应用亦表明，自卸车柔性内衬具有加工简单，安装方便、成本低、寿命长、易维护等工程化优点。     

仿生柔性非光滑表面的结构优化设计

根据土壤动物柔性非光滑的特征规律和仿生类比的结果,采用数值优化和ＣＡＤ几何造型技术,通过计算机模拟,构造了圆柱形、半圆柱形、布型和链型仿生柔性非光滑面,为柔性仿生减粘技术的开发创造了条件。     

土壤动物减粘脱土规律初步分析

在土壤中生活的许多动物经过亿万年的进化优化,具有减粘脱土的特殊功能。本文对七种典型土壤动物进行了实际观察和体表测试分析,初步探讨了土壤动物的减粘脱土规律,并对地面机械仿生减粘脱土研究提出了初步设想。     

典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

土壤粘附仿生研究(二) 典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

非光滑表面电渗减粘脱土原理的试验研究

在土壤动物减粘脱土机理研究的基础上,提出了一种有效解决土壤对地面机械触土部件粘附问题的新方法—非光滑表面电渗减粘降阻技术,并对其减粘脱土效应及规律作了基础性研究,同时设计并优化了非光滑表面电渗极板面积。     

减粘脱附柔性内衬的设计与应用

针对挖掘、装卸及运输机械的与物料接触部件,在以粘性物料为工作对象时明显存在物料粘附积留问题,依据典型脱土动物功能防粘机制所提供的信息,设计了具有明显减粘脱附效果的柔性内衬,并进行了柔性内衬用于滚轮堆取料机轮斗、挖掘机挖斗及装载机铲斗的实际试验。文中介绍了柔性内衬结构特点、设计方法及实际试验结果。     

蚯蚓体表液收取方法的初步研究——地面机械减粘脱土仿生研究之一

蚯蚓是一种典型的土壤动物,在土壤中生活而很少粘土。它的体表有一薄层多组分混合的液体,对减粘脱土起一定作用,但由于量少且难于收取,给仿生减粘研究,带来较大困难。经初步探索,本文首次提出利用电刺激法、转移法和浸泡法,可有效收取到足量的体表液,为研究蚯蚓体表液创造了良好的基础条件。     

推土板的仿生分形设计

大量的仿生几何非光滑触土部件减粘降阻的试验研究结果表明,触土部件表面上的几何非光滑结构单元的分布对其减粘降阻效果具有显著的影响[1]。该文利用蜣螂体表几何非光滑结构单元(GUSU)分布的生物信息,进行了推土板仿生分形设计并对所设计的推土板进行了推土试验。利用试验优化设计技术,初步考察了推土板上几何非光滑结构单元的分布对推土阻力的影响     

仿生推土板减粘降阻机理初探

试验证明,仿蜣螂头前部“推土板”形状而设计的仿生推土板,具有较明显的减粘降阻效果。为了进一步研究、优化和开发仿生推土板,本文建立了推土板的力学模型,对土壤与推土板接触界面进行了动态分析,并初步探讨了其减粘降阻的机理。     

典型生物柔性非光滑体表的防粘研究

在分析蚯蚓、马陆、穿山甲、田鼠等典型土壤动物柔性体表形态及其作用的基础上，分析了柔性非光滑特征及其防粘特性，并进行了原理性的试验研究，为开发柔性仿生技术奠定了基础     

典型植物叶表面非光滑形态的疏水防黏效应

用扫描电镜技术对几种典型植物叶片进行电镜扫描，对其不同的非光滑表面特征类型分类并加以描述；借助于仪器设备对非光滑叶表面的疏水性与防黏性进行量化指标的测定，分析结果表明：表皮细胞形态、表面蜡层形态与分布密度将直接影响其疏水、防黏效果；并进一步指出表皮细胞形态及其分布密度是表面脱附的主导因子，表皮蜡质因其形态、分布密度不同脱附效果也有差别。该研究将为工程仿生的表面加工成型、表观设计提供重要的信息源。     

安全驾驶室翻车保护结构的有限元分析

车辆驾驶室在翻车时受到巨大的冲击载荷,其翻车保护结构应具有足够的侧向刚度来阻止其变形,同时又要能够吸收一定的能量.以某矿用自卸车翻车保护结构为例,采用弹塑性理论和有限元非线性分析方法,建立了翻车保护结构的非线性有限元模型,对模型进行侧向、竖向和纵向载荷的逐次加载分析,结果表明:翻车保护结构上横梁的端点已进入塑性变形状态,能量吸收达到国际标准规定的要求,翻车保护结构的构件未侵入变形限制量(DLV).     

Measurement of operator exposure to power take-off driven augers

Prior studies at Purdue University have shown that PTO entanglements occur most frequently on portable grain augers. A research project was conducted to measure operator exposure to PTO components and document work patterns during the use of grain augers. Information on the methodologies used to measure operator exposure is presented along with data on exposure to conventional grain augers while unloading from trucks and wagons, extended dump hopper augers, and swing-away hopper augers. It was found that operators had a higher exposure time to operating PTO components when the driveline was located on the right side of the grain auger, as one stands facing the hopper end of the auger, than on the left side of the grain auger when using conventional grain augers and grain trucks. It was determined that this added exposure was due to the position of the driver's door of the truck, the natural path of the driver from the operator's seat to the rear of the truck, and the movement of the truck body into the workspace when tilted. Of all scenarios examined, operators had the highest exposure time when using conventional grain augers and gravity-flow grain wagons. Operators had no recorded exposure time when operating swing-away hopper augers. Recommendations were made based on the observations of this study for reducing operator exposure through increased awareness of hazards and reconfiguration of the way augers are incorporated into grain handling operations.     

粘附界面土壤表层形态的研究

土壤与固体外物表面进行粘附过程中,粘附界面土壤表层形态发生相应变化,并与土壤特性和试验条件等因素有关。作为仿生减粘脱土研究的一项重要基础工作,作者利用扫描电镜对粘附界面土壤表层形态进行了研究,探讨了法向载荷、土壤含水量、固体表面与土壤的相对运动方式等对土壤表层形态的影响。     

电驱动铰接式工程车辆操纵稳定性控制分析

铰接式工程车辆因其铰接转向机构布置,使整车行驶过程中的横向稳定性降低。该文针对电驱动铰接式车辆的结构特点,建立了三自由度整车行驶动态数学模型,利用其各轮可独立控制的特性,提出基于直接横摆力矩(direct yaw-moment control,DYC)的车辆稳定性控制策略。分别以前车体质心侧偏角和横摆角速度、后车体质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,建立了2种基于不同控制变量下的铰接式车辆最优直接横摆力矩控制策略。通过对地下35t铰接式自卸车的瞬态响应进行仿真分析,从响应速度、精确性等方面,探讨了2种控制策略下铰接式车辆稳定性的实现与性能。该研究可为电驱动铰接式车辆的稳定性控制提供有益的参考。     

露天煤矿排土场覆土厚度对土壤水分入渗及植物水分利用的影响

表土回覆是露天煤矿排土场生态修复的关键步骤，覆土厚度直接影响植物生长和复垦成本，为研究露天煤矿排土场不同覆土厚度对土壤水分入渗及植物水分利用的影响，采用室内土柱模拟试验，设置10,20,30,40,50 cm共5个覆土厚度，分别进行垂直入渗试验和室内盆栽试验(玉米),并结合氢氧同位素稳定示踪技术，研究不同覆土厚度土壤入渗和玉米水分利用特征，筛选研究区排土场最佳覆土厚度。结果表明：覆土厚度为10～30 cm(27.05～33.02 mm/min)的初始入渗速率显著高于40～50 cm(21.59～24.89 mm/min)的初始入渗速率(p<0.05),稳定入渗速率随覆土厚度的增加而增大，当覆土厚度高于40 cm后，随着覆土厚度的增加稳定入渗速率维持在3 mm/min左右。矸石层入渗过程受覆土层的影响较大，覆土厚度高于40 cm后，矸石层入渗速率基本稳定在土层连接面的入渗速率上。不同覆土厚度下玉米木质部水氢氧同位素值与土壤水氢氧同位素随土层变化曲线交点主要集中在覆土层，因此，玉米生长水分主要来源于覆土层。覆土厚度越大，2条线交点增多、交点分布范围增大，玉米对土壤水分的利用范围越大，...