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1.
不同材质仿生凸齿镇压器滚动件的模态分析   总被引:8,自引:8,他引:0       下载免费PDF全文
为了探讨由不同材质组成的仿生凸齿滚动件,在镇压作业时对脱土和土壤表面微形貌加工性能的影响,利用Autodesk Algor Simulation软件,对铸铁材料和UHMWPE—铸铁组合材料仿生结构滚动部件进行了模态分析。取前8阶模态,对2种滚动部件的固有频率和最大振幅做出对比,并考察滚动部件不同位置处的振幅。结果表明,UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件在前8阶模态下各阶模态的最大振幅均大于铸铁材料滚动部件,增幅为5.716~30.077mm;UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件更容易在相对较低的频率下获得更大振幅;在靠近辐板圈中部,即传递到牵引机构件处,UHMWPE—铸铁材料滚动部件平均振幅比铸铁材料滚动部件小0.213mm。由此可得出以下结论:相对于铸铁材料滚动部件,UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件可在更好地保证牵引稳定性的前提下,在镇压作业时,能增强其仿生凸齿尖端处的脱土潜力,并保障对土壤表面所加工微形貌的强度。这为仿生凸齿镇压器材料的选择、牵引装置行驶速度的设定以及滚动部件上激励装置的设置提供了参考。  相似文献
2.
一种梯度耐磨材料制备工艺与组织特征   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
根据仿生学原理,把梯度功能材料的设计思想扩展用于“量大面广”的耐磨材料,研制了一种与部件一体化制做的新型梯度耐磨材料及其制备工艺,对主要工艺参数的选择进行了计算和讨论,并研究了材料的组织特征、力学性能和耐磨性。  相似文献
3.
仿生波纹形开沟器减黏降阻性能测试与分析   总被引:6,自引:6,他引:0       下载免费PDF全文
针对现有普通开沟器在工作过程中易粘土、阻力大等问题,提出一种仿生波纹形开沟器。该仿生开沟器依据土壤动物与生俱来的减黏脱土特性和超高分子量聚乙烯优异的减黏性能,在原有普通开沟器基础上进行设计制造。该文通过田间试验,将牵引阻力设为试验指标,使用正交设计检验仿生开沟器相对于普通开沟器减黏降阻的效果和探究仿生开沟器非光滑表面形态的减黏降阻机理。试验表明,仿生开沟器减黏降阻的效果高于普通开沟器9%左右;入土深度是影响开沟器牵引阻力的主要因素,其次是土壤湿度,工作速度影响最小;通过3因素4水平正交组合试验得出使用仿生开沟器的最优条件:土壤湿度达到16.3%,入土深度有6 cm,工作速度为1.8 km/h。仿生波纹形开沟器具有良好的减黏降阻效果,为后续的仿生开沟器或其他触土部件研究提供参考。  相似文献
4.
獾牙与狗牙的微观结构及摩擦学特性   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
以獾牙和狗牙为研究对象,采用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,考察了獾牙和狗牙的摩擦学性能,利用纳米压痕仪进行力学性能试验,测试了獾牙和狗牙的纳米硬度和弹性模量。试验表明:牙齿的摩擦磨损行为同其微观结构密切相关,獾牙釉质磨斑表面划痕和擦伤痕迹相对轻微,磨损深度为(13.521±1.034)μm,狗牙釉质磨斑表面有较多的裂纹,犁削和擦伤较为严重,磨损深度为(15.429±1.337)μm;牙齿的摩擦磨损性能与其硬度以及显微组织和结构密切相关;獾牙釉质的耐磨性和纳米硬度、弹性模量高于狗牙釉质。该研究为以獾的牙齿为原型将仿生耦合原理应用于刀具的开发提供了理论依据。  相似文献
5.
凸齿镇压器与土壤相互作用的三维动态有限元分析   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
为分析凸齿镇压器与土壤的相互作用、预测不同的作业参数对凸齿镇压器作业效果的影响,该文利用有限元方法,在Abaqus软件中建立了凸齿镇压器与土壤相互作用的三维动态有限元模型。该模型在分析过程中使用任意拉格朗日-欧拉方法对网格进行自适应划分,以解决土体局部变形引起单元畸变而导致分析中断的问题。根据凸齿镇压器的2种工作模式,对模型设置不同的边界条件,探讨不同载荷对凸齿镇压器沉降量和所需牵引力的影响以及不同沉降量对所需载荷及牵引力的影响。搭建了基于室内土槽的凸齿镇压器牵引试验平台,通过土槽试验对有限元分析结果的有效性进行验证。结果表明,有限元求解的牵引力与实测值相对误差为3.4%,并且有限元分析模型运行结果能准确反映土壤的形貌变化特征;任意拉格朗日-欧拉方法有效解决了单元扭曲导致分析不收敛的问题;在恒定速度下,凸齿镇压器的沉降量和所需水平牵引力随着载荷的增大而增大,同样,沉降量的增大导致了所需载荷和牵引力的增加。该三维有限元模型可用于预测凸齿镇压器工作过程中的所需牵引力和土壤表面微形貌加工的作业效果,可为探索凸齿镇压器与土壤相互作用的机理,对凸齿形状进行改良与优化、以及作业条件与参数的选择提供参考依据。  相似文献
6.
四种昆虫鞘翅断面的超微观结构及仿生模型(英)   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
研究动物鞘翅的内部结构,为复合材料的结构设计提供设计依据,以东方白点花金龟(Protaetia orentalis)、臭蜣螂(Copris ochus)、星天牛(Anoplophora chinensis)和黄缘真龙虱(Cytister bengalensis)为研究对象,利用扫描电子显微镜对鞘翅断面进行了分析,并结合四种昆虫的生活环境,对观察到的鞘翅材料结构进行了分析和总结;针对鞘翅材料的结构特点,概括和总结了纤维模型和层状复合材料模型。研究结果表明:四种昆虫的鞘翅均由层状复合材料组成,在鞘翅内部发现的纤维(束)的形态略有区别。在花金龟鞘翅的纤维(束)形态有T型结构、正交叠层结构和分叉纤维结构;臭蜣螂鞘翅的纤维(束)形态有网状结构、块状凸起结构和刺状纤维结构;星天牛鞘翅的纤维(束)形态有空腔结构、螺旋结构、孔洞结构和刺状结构;龙虱鞘翅的纤维(束)形态有空腔和孔洞结构。这些天然生物纤维结构形式为轻质仿生复合材料的结构设计提供了可供学习和效仿的生物模型;基于四种昆虫鞘翅的内部结构分析,总结了常用的几种纤维模型,即分叉纤维模型和螺旋纤维模型,并对两种模型进行了模型示意,几种结构模型为复合材料特别是层状复合材料和纤维增强复合材料的仿生结构设计提供了依据。  相似文献
7.
玉米淀粉黏结剂的黏结性能   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
基于水量、糊化温度、糊化剂及交联剂4个因素设计了正交试验L9(34)方案,制备糊化玉米淀粉黏结剂,以木材黏结压缩剪切强度评价黏结剂的黏结性能。对试验数据进行了极差分析,得出了影响淀粉黏结剂因素的优水平、主次因素及最优组合,最优组合即当普通玉米淀粉为10 g时,水量125 g,糊化温度B2=75℃,糊化剂NaOH为0.10 g,交联剂Na2B4O7·10H2O为0.03 g。对最优组合进行了试验验证,得到木材黏结压缩剪切强度为1.425 MPa,其结果符合极差分析结果。并对试验数据进行方差分析,得出各因素对黏结剂黏结性能影响的显著程度。研究表明:水量因素和糊化温度因素对黏结性能影响显著,而糊化剂和交联剂因素对黏结性能影响不显著。该论文为进一步研究玉米淀粉黏结剂的特性和应用提供参考。  相似文献
8.
矿物纤维增强酚醛树脂基摩擦材料热压工艺   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
为优化矿物纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的热压工艺,该文采用均匀试验设计方法对干法共混热压成型工艺对摩擦材料性能(摩擦磨损性能、冲击强度、硬度等)的影响规律进行了研究。得出摩擦材料的热压成型工艺,即热压压力40MPa、热压时间10min、热压温度200℃。用SAS软件对数据进行优化分析,得出了成型压力、保温时间和热压温度对摩擦材料的摩擦因数、冲击强度的回归关系,建立了摩擦因数、冲击强度与热压工艺参数的二次响应曲面回归模型。利用MATLAB软件,分析了热压压力和热压温度的交互作用。结果表明:当温度固定,摩擦因数随压力的升高而下降;当压力固定,摩擦因数随温度的升高而上升。在热压压力50MPa、热压时间40min时,冲击强度达到最大值。该研究可为研制高性能的摩擦材料制品提供技术参考。  相似文献
9.
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。  相似文献
10.
环文蛤贝壳微观形貌及摩擦学行为特性   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
环文蛤贝壳具有优异的力学性能,对其进行仿生设计并开发新材料已经成为研究热点。该文以辽宁营口的环文蛤贝壳为研究对象,应用JSM-6700F冷场发射扫描电子显微镜对环文蛤贝壳各层微观形貌结构进行了观察,发现角质层表面比较光滑,背面布满大量无规则的球形颗粒,而棱柱层表面存在大量孔洞,颗粒与孔洞提高了二者的有效接触面积,增强了结合强度,环文蛤的分泌黏液通过这些孔洞到达角质层表面,当粒径与孔洞处于嵌合状态时,在黏液的作用下使角质层与棱柱层紧密结合在一起,能够进一步地提高环文蛤贝壳的机械强度;采用微观摩擦磨损试验机UMT对环文蛤贝壳的摩擦性能进行测量,试验表明,试验因素对摩擦因数的影响大小依次为砂纸规格、法向载荷、时间、滑动速度;对磨损量的影响大小依次砂纸规格、时间、滑动速度、法向载荷。采用JSM-6360LV扫描电子显微镜对环文蛤贝壳磨损表面微观形貌进行观察,环文蛤贝壳的主要磨损机理为较低试验载荷条件下的磨料磨损和轻微剥层磨损,以及在较高试验载荷条件下的磨料磨损和严重剥层磨损。  相似文献
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