生物非光滑耐磨表面仿生应用研究展望

指出生物非光滑耐磨表面现象的普遍性,对贝壳、牙齿等天然生物耐磨表面几何形态特征进行分析,介绍了生物非光滑耐磨技术在缸套、轧辊、耐磨涂层等方面应用研究的进展情况。同时,对仿生非光滑耐磨理论与技术研究中存在的问题及发展趋势进行分析与展望。     

55号钢仿生非光滑表面高温耐磨性试验

利用激光微细加工技术将根据仿生非光滑耐磨理论设计的仿生非光滑耐磨表面复制到55号钢模型试样上,在磨损试验机上进行影响凹坑形非光滑表面试样耐磨性多因素试验。采用试验优化设计技术中部分正交多项式回归设计试验方案,得出影响仿生非光滑凹坑表面耐磨性多因素回归方程。试验结果表明,各试验因素对耐磨性影响重要程度依次为温度、磨损时间、凹坑直径、转速和凹坑密度。最后对非光滑的耐磨机理进行初步分析。     

大型推土机推土工作装置强度分析

运用强度理论,建立了在偏载工况下大型推土机工作装置复杂超静定体系的计算模型,并以新型履带式推土机为例,给出了载荷工况和计算条件,分析计算了其推土工作装置顶推梁上不同截面位置危险点的应力分布,推导了计算公式,计算结果与顶推梁材质的屈服极限进行了对比,满足了强度要求。     

大型推土机推土工作装置运动分析

分析了新型履带式推土机推土工作装置侧倾机构的组成和侧倾参数，以及升降机构的组成和角度、速度、加速度等运动参数，并采用已建立的模型进行了实例计算和分析，为推土机推土工作装置的设计提供理论依据，实现了推土机推土工作装置计算机辅助运动分析。     

非光滑仿生曲面形推土铲推土阻力试验研究

设计了非光滑曲面推土板试件并进行推土铲工作时的阻力性能试验。试验结果表明，在相同的工况下，切削深度、切削角度和切削速度都会影响推土阻力，但与光滑曲面推土板相比，非光滑曲面试件由于改变了土壤沿曲面流动和破坏的状态，减少了有效接触面积，具有明显的降阻作用。     

臭蜣螂股节表皮纳米力学性能测试

固体材料性能在纳米尺度和宏观尺度下明显不同。纳米测试技术的发展为固体材料(包括生物材料)的纳米力学性能研究提供了手段。已有研究表明甲虫表皮具有层状复合材料结构，这种结构在垂直方向的尺寸为微米或纳米量级。进行了试样制备方法的探索，介绍了纳米力学测试的基本原理，利用纳米硬度计对臭蜣螂前足股节表皮进行了纳米力学性能测试。证实纳米硬度计可有效地对甲虫表皮的纳米力学性能进行测试，发现臭蜣螂前足股节表皮在纳米尺度下出现粘弹现象和蠕变效应，在最大载荷时的保压过程中，压痕深度与时间的变化关系基本符合蠕变幂律公式。     

推土铲仿生分析与可视化设计

为解决推土铲工作时土壤粘附和阻力大的问题，从仿生学的角度对推土铲的曲面构形进行了分析，设计了主要的结构参数，按照仿生学分析的结果，建立了推土铲计算机辅助分析系统，运用计算机可视化技术设计推土铲的曲面形状，设计结果与实际使用的推土铲结构参数一致。     

空穴负压现象的界面拉伸试验研究

应用类似于土壤粘附拉脱力试验的界面拉伸试验，证明了光滑表面的界面存在粘性物质时，如空气、水和黄油，界面介质在拉伸过程中将产生空穴负压现象，造成界面的粘附力增大；分析了空穴的形成、空穴膜的流动和破坏过程，并通过试验和高速摄影图片作了验证。     

仿生非光滑表面滑动摩擦磨损试验研究

采用激光处理技术加工了几种具有非光滑特征的圆形45号钢试件，以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研究具有不同非光滑表面特征的试件耐磨性规律。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，耐磨性按照凹坑、凸包、波纹、鳞片形态递减。     

薇菜压缩应力松弛与蠕变力学特性研究

通过研究野生富硒植物薇菜茎的压缩应力松弛、蠕变粘弹性力学行为,可为绿色食品的物性学研究提供粘弹性力学性质数据。以吉林省汪清县野生薇菜茎为研究对象,进行压缩应力松弛、蠕变试验,得到薇菜茎应力松弛、蠕变数据和曲线,以及归一化应力松弛函数、蠕变函数曲线和应力、应变随时间变化的规律,表明薇菜具有良好的压缩粘弹性力学性质,属粘弹性材料。