东方蝼蛄体表形态与润湿性

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄(Cryllotalpa orientalis Burmeister)前胸背板、腹部、翅膀和足部的体表形态,测定了东方蝼蛄体表刚毛的覆盖密度和尺寸.在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄体表各部位的接触角,分析了东方蝼蛄体表几何微结构与润湿性的关系.研究表明,东方蝼蛄前胸背板、覆翅、腹部、足、膜翅的刚毛覆盖密度分别为40.32%、31.82%、23.89%、19.11%、14.17%,水与东方蝼蛄体表各部位的接触角平均值为110.8°～141.5°,表现出很高的疏水性能.东方蝼蛄体表刚毛形成的几何结构表面与刚毛的高疏水性能的综合作用是其体表不沾土壤和水的重要机理.     

东方蝼蛄口器结构与表皮纳米力学性能研究

利用扫描电镜及能谱仪观察了东方蝼蛄口器表面及断面几何结构特征,对口器的表皮组成成分进行了分析,发现口器组织中含有多种金属元素和微量元素;东方蝼蛄口器具有中空结构,断面材料呈层状复合结构;采用切片法对东方蝼蛄口器进行了外形重构;利用纳米力学测试系统对东方蝼蛄口器表皮材料进行了测试,发现东方蝼蛄口器的弹性模量和纳米硬度较高.经比较发现,东方蝼蛄口器表皮的纳米硬度大于雄臭蜣螂唇基表皮的纳米硬度.     

东方蝼蛄前足爪趾结构与表皮纳米力学性能

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄前足爪趾表面及断面几何结构特征,得知东方蝼蛄前足爪趾具有中空结构,断面材料呈层状复合结构.利用切片法分析了前足爪趾中空结构.利用纳米力学测试系统对东方蝼蛄前足爪趾表皮材料进行了测试,可知东方蝼蛄爪趾内侧的弹性模量和纳米硬度明显高于其爪趾外侧.与已有研究结果比较表明,东方蝼蛄爪趾表皮的纳米硬度高于臭蜣螂、粪堆粪金龟、弧齿爪鳃金龟的前足胫节表皮的纳米硬度,并高于牛蹄、羊蹄和猪蹄蹄壁材料的纳米硬度.     

神农蜣螂前胸背板表面形态分形及润湿性

采用 3D SRAT 1型轮廓仪对神农蜣螂 (Catharsius molossus L innaeus)前胸背板表面形态进行了定量测量 ,在 JC2 0 0 0 A型表面张力 /接触角测量仪上测量了水与前胸背板表面的接触角 ,并基于分形理论对其表面轮廓进行了分析。研究表明 :神农蜣螂前胸背板表面呈现分形特征 ,由结构函数法和变分法估算的沿前胸背板表面纵向轮廓线的分形维数分别为 1.877和 1.86 8;水在神农蜣螂前胸背板表面上的表观接触角为 91°～ 10 6 .5°,其平均值为 97.2°,表现了很强的疏水性     

基于东方蝼蛄爪趾的仿生旋耕刀设计与试验

为了降低旋耕刀耕作时的能耗,本文基于东方蝼蛄前足爪趾轮廓拟合曲线的特征,利用逆向工程技术将东方蝼蛄前足爪趾1、2、3、4的轮廓曲线依次排列于IT245国标旋耕刀的正切刃与回转半径末端边缘,设计了仿生旋耕刀.建立南方粘湿土壤-旋耕刀相互作用仿真模型,分析不同刀轴转速下国标旋耕刀、仿生旋耕刀扭矩和三向阻力的变化规律,结合室...     

神农蜣郎前胸背板表面形态分形及湿润性

采用3D-SRAT-1型轮廓仪对神农蜣螂(Catharsius molossus Linnaeus)前胸背板表面形态进行了定量测量,在JC2000A型表面张力/接触角测量仪上测量了水与前胸背板表面的接触角,并基于分形理论对其表面轮廓进行了分析.研究表明神农蜣螂前胸背板表面呈现分形特征,由结构函数法和变分法估算的沿前胸背板表面纵向轮廓线的分形维数分别为1.877和1.868;水在神农蜣螂前胸背板表面上的表观接触角为91°～106.5°,其平均值为97.2°,表现了很强的疏水性.     

蜻蜓膜翅前缘脉的纳米力学性能

利用激光三维扫描系统测量了黄蜻膜翅样品的几何外形,获取了黄蜻膜翅几何表面的外形数据点群.利用逆向工程软件对黄蜻膜翅点群数据删除跳点、坏点及与研究无关的数据点并进行平滑和精简处理.根据黄蜻膜翅的外形特征,通过框选点群命令,从点群数据中提取其边界曲线,并对曲线进行调整,将调整好的边界曲线两两拼接在一起,形成黄蜻膜翅较完整的边界曲线.采用由点和曲线形成曲面中的混合点群加边界曲线的造型方法,成功进行了黄蜻膜翅外形三维几何曲面模型的重构.     

基于逆向工程的黄蜻膜翅几何数据采集与处理

利用激光三维扫描系统测量了黄蜻膜翅样品的几何外形,获取了黄蜻膜翅几何表面的外形数据点群.利用逆向工程软件对黄蜻膜翅点群数据删除跳点、坏点及与研究无关的数据点并进行平滑和精简处理.根据黄蜻膜翅的外形特征,通过框选点群命令,从点群数据中提取其边界曲线,并对曲线进行调整,将调整好的边界曲线两两拼接在一起,形成黄蜻膜翅较完整的边界曲线.采用由点和曲线形成曲面中的混合点群加边界曲线的造型方法,成功进行了黄蜻膜翅外形三维几何曲面模型的重构.     

仿生非光滑表面形态的计算机模拟

研究发现,生物体表大都相当明显地体现着各种几何非光滑形态。生物体表非光滑形态的形成不仅与其种属遗传有关,而且与生物活性和环境等有直接的关系。不同形状的非光滑表面是为适应不同种类的土壤性质而进化成的,且有着不同的触土方式。为了研究非光滑表面形态对磨损的影响以及非光滑表面形态自身的参数变化对耐磨性的影响,本文对典型的非光滑形态进行了计算机模拟。     

表面形态抗冲蚀三维数值模拟

利用有限元软件ANSYS／LS—DYNA,对光滑试件和凸包形、凹槽形表面形态的45号钢试件的耐冲蚀性能,进行了三维数值模拟,计算冲蚀磨损过程中等效应力的变化情况。结果表明,试件数值模拟的冲蚀情况与试验吻合良好。这说明选用适当的ANSYS／LS—DYNA单元类型和设置合理的参数,完全可以实现对光滑试件和两种不同的表面形态试件的耐冲蚀性能的数值模拟,本文对于研究表面形态耐冲蚀机理和进行冲蚀磨损预报有一定的借鉴意义。