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。     

仿生非光滑凸包和凹坑表面滑动摩擦磨损试验研究

非光滑表面对耐磨性有影响,并且不同的非光滑表面对耐磨性的影响是不同的。为了进一步研究其规律,本文进行了非光滑凸包和凹坑表面的耐磨性试验对比研究,得出在相同试验条件下,非光滑凹坑表面比凸包表面具有更好的耐磨性。     

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。     

机械零件非光滑仿生表面加工装置创新设计

【目的】将非光滑特性应用在机械零部件表面可大幅度提升机械零部件接触表面的耐磨性,减少相对运动所带来的摩擦阻力、摩擦系数和黏附力,但目前尚无完备的加工设备能够实现对零部件表面加工出微坑使其形成非光滑表面。【方法】课题组通过分析非光滑仿生表面平整化作用、空穴减阻作用和形变减压作用的减阻机理,提出了一种机械零件非光滑仿生表面加工装置,采用结构分析、技术对比和原理研究等方法制定了机械零件表面加工装置设计方案,并对现有装置的动力机构、运动机构、加工机构、支撑机构以及夹持机构的结构形式进行了改进。【结果】该加工装置对机械零件的端面可连续加工出微坑仿生表面,并且首次可在被加工机械零件半个端面制出4个微坑,与首次加工只能形成1个或2个微坑相比,具备更加可靠的加工精度和较高的加工效率。【结论】机械零件非光滑仿生表面加工装置能够可靠固定待加工机械零件,实现精准定位导向,减少对零部件等非光滑表面加工时产生的误差,且利用此加工装置可加工出具备仿生原型结构的零部件,能够更有效延长被加工零部件的使用寿命。     

信鸽羽毛非光滑表面形态学及仿生技术的研究

用电视摄像体视显微镜和电子扫描显微镜对不同部位的鸽羽毛表面形态观察研究表明:信鸽的羽毛呈现典型柔性非光滑形态,飞羽和尾羽的羽枝羽轴构成凸起的脊,羽小枝交叠构成凹陷的沟槽,脊与沟槽相间平行均匀沿主羽轴放射状分布。信鸽初级飞羽的非光滑形态,有利于减少振翅飞翔中产生的空气漩涡的阻力。尾羽羽枝跟羽轴之间角度比飞羽大,具有减阻作用。体羽和绒羽的大量分布,构成鸟类体表流线型柔性非光滑形态,在飞行中起到减阻作用。作为信鸽动力羽毛的显微结构单元,主要是有钩羽小枝、无钩羽小枝、节状羽小枝3种羽小枝。将仿信鸽羽毛的非光滑形态模型加工在回转体模型的后部,经过计算机模拟计算,其减阻率可达16.56%。     

蔬菜花粉壁非光滑表面微结构及其仿生脱附

采用电镜扫描SEM对22个科62个属111种蔬菜植物孢粉壁表面结构进行观察分析，选出其中典型8个科10个属11个种的非光滑结构并进行特征描述；对蔬菜花粉壁非光滑微表面具有的脱附功能进行分析，不仅丰富了生物脱附理论，同时可为发展仿生绿色清洁技术提供理论依据及有益信息。     

仿生非光滑推土板减粘降阻的试验研究

对模拟土壤动物典型几何非光滑表面的各种形状的仿生非光滑推土板在固，液，气三相组成的土壤中，进行了减粘降阻试验研究，试验土壤为砂土，湿砂土，松散黄粘土和结构性较好的黄粘土，研究非光滑表面改变切削深度，切削角度探讨了下减粘降阻效果及非光滑表面减粘降阻机理，结果表明，在切削成垡状粘性土壤时，非光滑表面可降低阻力２５％以上，且其脱土性能比光滑板好。     

仿生柔性非光滑表面减粘降阻的试验研究

对绒布,帆布、钢布,尼龙布,钢链等仿生柔性非光滑表面与田鼠毛皮、４５钢进行了法向粘附力和滑动阻力的对比试验。结果表明,在同样条件下,仿生柔性非光滑表面的粘附力是４５钢的１６％－４０％,滑动阻力是４５钢的３０％－５０％,具有十分明显的减粘附阻效果,为仿生柔性非光滑表面在工程技术上的应用开发创造了条件。     

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。     

仿生非光滑表面脱附与减阻技术在工程上的应用

生活在自然界中的生物具有生物非光滑体表。根据大量的观察和试验,发现这种非光滑表面具有减粘降阻和脱附效应,这种仿生非光滑表面减阻脱附技术被应用到了空中、水中和土壤中,得到了很好的减粘降阻与脱附效果。但是目前,对生物的这种非光滑体表还只是被动的模仿阶段,对这种现象的机理没有形成系统的认识,针对这种情况,提出今后研究工作的重点与方向是：集中研究不同非光滑表面与不同介质之间脱附与吸附的机理和对非光滑表面的量化描述。     

汽车燃油经济性的计算机仿真

建立了汽车燃油经济性数学模型，开发了计算仿真程序。以东风EQ140型汽车为例进行了仿真计算，仿真结果与其使用参数较为吻合；分析了其参数灵敏度，各参数对汽车燃油经济性的影响以传动系的机械效率和汽车的总质量最为显著，滚动阻力系数、空气阻力系数与迎风面积的影响则小一些。     

汽车滑行实验的计算机仿真

由汽车动力学微分方程推导出滑行减速度方程,经过积分得到滑行全过程的时间、距离与滑行初速度之间的关系,编制了MATLAB计算程序模拟汽车滑行实验,得出汽车滑行特性曲线,计算机模拟结果与实车滑行实验进行了比较。     

随机路面谱的计算机模拟

在正弦波叠加模型的基础上进行了随机路面谱的计算机模拟。从空间路面频率谱出发给出了模拟随机路面谱的方法。利用Matlab软件编制了生成任意等级三维随机路面谱的程序。最后结合多体动力学仿真软件ADAMS的虚拟样机技术对生成的随机路面谱进行了分析和讨论。结果表明,该随机路面谱的计算机模拟能够更便捷的结合相关的软件进行汽车性能的分析和评价。     

汽车动力性的计算机模拟

建立了汽车动力性的目标函数,给出了其求解方法,提出了动力性的约束条件,利用VB语言实现了汽车动力性的计算机模拟。     

梨果面坏损区域的计算机视觉检测方法

为检测梨的果面的坏损区域,提出了一种利用多台摄像机在多个角度进行拍摄,对多幅采集后的图像进行切割,提取各自特征并进行拼合的算法。试验证明,这是一种较为快速、准确检测梨的果面坏损区域大小的算法,识别梨的坏损面积的相对误差能控制在±0.2范围内,处理时间为250～350ms;识别梨坏损区域数的正确率为0.89,可以满足系统设计要求。     

半挂汽车列车转向特性的计算机仿真分析

基于任意载荷分布的非线性轮胎模型,应用汽车列车动力学仿真软件ARCSIM,分析了半挂汽车列车在转向盘转角阶跃输入时的转向特性。通过在不同车速、不同结构参数等条件下的仿真计算,揭示了半挂汽车列车的转向特性与车速、结构参数之间的内在联系,给出了半挂汽车列车转向特性在这些条件下的表现特征,为半挂汽车列车操纵稳定性分析提供了参考和借鉴。     

马铃薯收获机参数化造型与虚拟样机关键部件仿真

针对我国马铃薯收获机设计中存在的设计手段落后、设计效率低等问题,应用基于特征的参数化造型软件Inventor对马铃薯收获机零部件进行参数化造型,采用ADAMS机械仿真软件,对小型马铃薯收获机虚拟样机的关键部件振动筛进行运动仿真,阐明了基于ADAMS软件虚拟样机仿真的原理和过程,得出振动筛运动关键点的速度、加速度和位移曲线.通过曲线分析,得出符合设计要求的振动筛运动频率和振幅等参数.     

基于计算机仿真的轿车正面碰撞安全性分析

按照欧洲正面碰撞法规ECE R94,应用ANSYS/LS-DYNA软件对设计的轿车车身进行了正面碰撞的计算机仿真。根据仿真结果,对车身的碰撞特性做了深入的分析,提出了提高车身正面碰撞性能的部分措施。计算机仿真结果对比表明,改进措施是有效的。