基于螺旋贝壳仿生的发动机增压器涡轮蜗壳设计提升涡轮性能

增压器蜗壳性能直接影响增压器整体效率和性能。通过降低蜗壳内腔流动阻力、减少蜗壳能量损失对提高增压器效率和性能具有重要意义。海洋螺旋形贝壳在进化过程中形成了减少流体阻力、降低运动过程中流体能量损耗的结构特征。该文以螺旋贝壳为仿生原型,通过逆向工程技术获取贝壳内腔数据,在几何分析的基础上提取内腔截面部分数据作为仿生蜗壳设计原始数据,并完成数学建模。通过数据优化得到增压器涡轮蜗壳仿生设计截面曲线,实现蜗壳仿生曲面设计。建立原型增压器和仿生增压器计算模型,在原型增压器仿真模型与台架试验吻合较好的条件下,采用流体力学软件对原型及仿生优化增压器涡轮效率、流通特性及蜗壳内流态等性能进行仿真分析。结果表明,涡轮流通能力不变情况下,仿生蜗壳使涡轮效率提升3%,最大可提升5%以上;流场分析结果表明,仿生优化蜗壳减小蜗壳壁面附近的流动损失和流道内气流摩擦,壳内流动平稳均匀,无旋流,是涡轮效率明显提高的根源。本文所采用的方法对增压器涡轮性能的提升显著,可以为汽车和农业机械涡轮增压系统设计和优化提供参考和借鉴。     

基于鼹鼠多趾结构特征的仿生切土刀片设计与试验

为降低土壤耕作阻力，分析了鼹鼠前肢手掌的多趾组合结构特征，得到鼹鼠多趾组合结构是一种多窄齿组合结构，且相邻齿间间距可调整，最终确定了多趾组合结构的数学模型。基于该模型，设计了具有仿生结构特征的切土刀片。通过土槽试验，采用四因素三水平的二次正交回归试验方法，分析仿生结构元素m和n、土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响，得到土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响更显著，最优仿生结构元素m为5、n为1.75。通过比较传统和仿生刀片在切土倾角10°~90°和土壤含水率10%~30%下的水平阻力，得到仿生几何结构对刀片切土的临界倾角无显著影响，但土壤含水率对其有显著影响：当土壤含水率为10%和20%时，临界倾角均为30°左右；当土壤含水率为30%时，临界倾角均在40°~50°之间。然而，仿生几何结构对刀片所受的水平阻力有显著影响，在相同的土壤含水率下，仿生刀片的水平阻力总小于传统刀片的水平阻力：当土壤含水率为10%、20%、30%时，仿生刀片的水平阻力分别减小11.48%~39.16%、17.81%~28.00%和11.19%~33.26%。此外，水平阻力的变化与土壤内聚力具有极大的相关性，研究表明土壤含水率为10%~20%时，仿生刀片具有更好的切土性能。     

基于Visual C++MSComm通讯控件的排种器实验台变频调速系统设计

介绍了排种器试验台变频调速系统的系统组成,以及实现计算机与变频器之间串行通讯的硬件构成及程序设计方法, 以此实现了计算机与变频器的串行通讯。利用本系统可以满足排种器实验台对计算机控制的速度实时调节的要求。     

狗猪鹿牙齿的高耐磨特性对比

为解决土壤工作部件磨损严重的问题,该文以狗牙、猪牙、鹿牙为研究对象,采用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,考察了狗牙、猪牙、鹿牙的摩擦学性能,通过激光共聚焦扫描显微镜测量磨损深度,利用扫描电子显微镜观察狗牙、猪牙、鹿牙的磨损形貌,利用纳米压痕仪分别对狗牙、猪牙、鹿牙进行力学性能试验,测试其纳米硬度和弹性模量。试验表明：狗牙釉质磨斑表面磨屑剥落严重、附着大量的细小磨粒、有明显的龟裂现象,磨损体积为1.91×107 μm3,猪牙釉质磨斑表面主要是磨屑剥落,磨损体积为1.56×107 μm3,鹿牙釉质磨斑表面也表现为磨屑剥落,磨损程度比猪牙齿的轻,磨损体积为1.39×107 μm3;牙齿的耐磨性与其硬度密切相关;鹿牙釉质的耐磨性、纳米硬度和弹性模量最大,狗牙釉质的最小。该文以动物牙齿为仿生原型,为耐磨触土部件的研发提供新的参考方向和理论依据。     

硅灰石纤维填充超高分子量聚乙烯基复合材料干滑动摩擦磨损的BP神经网络分析

超高分子量聚乙烯及其复合材料由于其优良的自润滑和防黏性能可用于农业工程装备中的滑动接触部件和触土部件。基于人工神经网络在复杂系统建模问题上的优越性，考察了几种因素对硅灰石纤维增强复合材料的摩擦和磨损性能影响的模型。考虑到输入、输出数据个数，调试设计了一个3×10×2的BP神经网络，其输入层由3个神经元构成，分别为硅灰石纤维的处理方法、硅灰石纤维的加入量和试验过程中的法向载荷。隐含层有10个神经元。输出层2个神经元分别为材料的摩擦系数和磨损量。基于上述BP神经网络对硅灰石纤维增强超高分子量聚乙烯基复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了模拟和预测。对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对复合材料的干滑动摩擦和磨损的作用，大部分数据的预测值与试验值的误差在10%以内，其仿真精度能够满足实际的摩擦磨损预测要求。     

瘤胃真菌与酿酒酵母仿生共培养提升秸秆发酵产乙醇量

玉米秸秆中具有较高的纤维素、半纤维素含量,是一种具有稳定产率、可集中处理、可代替木材作制浆原料的生物质材料。为了研究厌氧微生物与酵母共培养预处理玉米秸秆的产物,该研究模拟反刍动物消化玉米秸秆的过程,从羊瘤胃液中分离出厌氧真菌（Pecoramyces sp.）。以玉米秸秆茎皮碎为底物,与厌氧真菌、酿酒酵母菌S1145在39℃进行共培养72 h,分析发酵对秸秆茎皮降解及其代谢产物的影响。结果表明,在瘤胃真菌作用下,添加不同量的酿酒酵母可对代谢产物中乙醇含量产生影响,其中添加5 mL酿酒酵母时产生的乙醇含量最高,占总代谢产物比例为32.09%,相对于未添加酿酒酵母的对照组,乙醇含量提高了23.04百分点。研究表明,在厌氧真菌与酿酒酵母共培养预处理玉米秸秆茎皮的过程中,添加酿酒酵母可提高乙醇产量,为玉米秸秆高效资源化处理和生物质燃料生产提供了一种可靠的方法。     

仿生螺旋纤维制备与力学性能测试

对黄麻纤维进行仿生螺旋结构化设计,并对其进行力学性能测试,首先将黄麻纤维分成纤维丝后进行表面处理,然后运用螺旋编织机对3股黄麻纤维进行不同螺旋升角仿生螺旋结构加工并应用固化剂定型,通过调节转速可以控制螺旋升角的大小,然后对其进行力学性能实验,结果表明具有仿生螺旋结构的黄麻纤维的断裂负荷随螺旋升角的减小呈先增大后减小的趋势,具有仿生螺旋结构的黄麻纤维在螺旋升角为66°时具有较优的综合力学性能,在螺旋升角大于66°时纤维受力不均匀,纤维逐根断裂,小于66°时在同样外拉力作用下,螺旋升角越小纤维受力越大.     

结构仿生化黄麻纤维摩擦材料性能研究

采用室温碱处理和热处理两种改性方法对黄麻纤维进行表面改性处理,以头发和羊毛纤维为原型,对黄麻纤维进行结构仿生,考察了仿生螺旋型黄麻纤维对摩擦材料摩擦性能的影响.结果表明:螺旋型黄麻纤维质量分数在3％,螺旋升角为66 °时材料的摩擦因数符合制动要求,并且耐磨性能最优.在100℃和150℃时,螺旋型黄麻纤维的加入增加了摩擦材料的摩擦因数；在200℃和250℃时,螺旋型黄麻纤维增强摩擦材料的摩擦因数随着纤维添加量的增加而减小,随着纤维螺旋升角的减小而略微减小,而平直型黄麻纤维增强摩擦材料的摩擦因数最高；在300℃和350℃时,螺旋型黄麻纤维摩擦材料表现出较好的耐磨性能,摩擦材料的摩擦因数随着螺旋型黄麻纤维螺旋升角的减小而减小.     

双灵可湿粉防治几种水稻害虫的效果

双灵可湿粉防治几种水稻害虫的效果余金保，马云海，贾志顺（南京保丰农药厂，２１００００）江苏省７月中至８月下旬，水稻病虫害多发生重叠，防治时采用多种农药边混配边用，非常不便。为方便农民，南京保丰农药厂与江苏省农药研究所等有关单位，共同协作开发研制了２１...     

挖掘机獾爪趾仿生斗齿提高其入土性能仿真与试验

为解决挖掘机斗齿入土阻力大，易断裂的问题，该文利用Handyscan700扫描仪获取獾右前爪中趾表面的三维点云，提取獾爪趾的侧面轮廓曲线，并进行拟合得到曲线方程，将获取的曲线方程运用到斗齿的设计中，利用三维软件建立斗齿模型。运用有限元分析软件对仿生斗齿和80型斗齿的力学性能和切土过程进行数值模拟，对比分析了力学性能的差异以及能量损耗与切土深度的关系。采用快速成型加工技术加工出了仿生斗齿与80型斗齿试样。利用电子万能试验机对2种试样进行了楔土试验，测定了楔入阻力与楔入深度的关系。结果表明：在施加相同载荷的情况下，仿生斗齿所产生的最大等效应力小于80型斗齿的，破坏的可能性小，比较安全；当斗齿的入土深度相同时，仿生斗齿的消耗的能量总小于80型斗齿；在同样条件下，仿生斗齿的楔入阻力较80型斗齿低11.9%～12.6%。该文以獾爪趾为仿生原型设计的挖掘机斗齿不仅解决了工程中遇到的问题，还为减阻部件的开发提供了新思路，具有重要的参考价值。