仿生柔性非光滑表面的结构优化设计

根据土壤动物柔性非光滑的特征规律和仿生类比的结果,采用数值优化和ＣＡＤ几何造型技术,通过计算机模拟,构造了圆柱形、半圆柱形、布型和链型仿生柔性非光滑面,为柔性仿生减粘技术的开发创造了条件。     

界面粘附中非光滑表面基本特性的研究

某些非光滑表面比光滑表面更能减小运动阻力,这是有悖于传统认识的最新发现。本文从界面粘附角度提出了光滑与非光滑表面的基本概念,分析了非光滑表面的种类及其特性,阐述了非光滑表面仿生研究及其应用的现代发展,并展望了非光滑表面仿生降阻的前景。     

非光滑表面电渗减粘脱土原理的试验研究

在土壤动物减粘脱土机理研究的基础上,提出了一种有效解决土壤对地面机械触土部件粘附问题的新方法—非光滑表面电渗减粘降阻技术,并对其减粘脱土效应及规律作了基础性研究,同时设计并优化了非光滑表面电渗极板面积。     

非光滑表面电渗减粘降阻应用研究

非光滑表面电渗是有效解决土壤对地面机械触土部件粘附问题的理想方法之一,该文进行了非光滑表面电渗推土板动态试验,同时还创造性地设计、试制了非光滑表面电渗的装载机模型铲斗。试验证明,非光滑表面电渗铲斗具有良好的脱土性能,可提高作业生产率30％以上。     

仿生非光滑耐磨复合层的研究

把土壤动物体表的非光滑特征应用于耐磨复合层的仿生设计中，制备出仿生非光滑复合层。研究结果表明，非光滑表面能将磨料对表面的犁削变为滚动。在两体静载磨料磨损工况下，仿生非光滑耐磨复合层的耐磨性是45钢的29倍。仿生非光滑耐磨复合层具有很高的韧性和塑性，且可根据需要调节复合层的厚度，为提高地面触土机械部件的抗磨性开辟一条新的途径。     

蚯蚓非光滑体表形貌与降阻特性

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为研究对象,制备了舒张态、静息态、收缩态3种体表试样。利用OLYMPUS体视显微镜及OLYCIATMM3图像分析系统,对蚯蚓体表形貌进行分析,结果表明蚯蚓体表形貌属于典型的波纹形非光滑结构,体部纹理小而密,非光滑单元密度较大,头部纹理大而稀,非光滑单元密度较小。头部舒张态、静息态、收缩态非光滑结构单元体宽度和高度之比分别为1.65︰1︰0.78和0.23︰1︰1.27;而体部舒张态、静息态、收缩态非光滑结构单元体宽度和高度之比分别为1.65︰1︰0.81和0.33︰1︰1.28。利用微黏附力测试系统,对蚯蚓体表展平试样和钢试样进行土壤滑动阻力试验,结果表明蚯蚓体表试样的降阻效果由大到小依次是收缩态、静息态、舒张态;而且,头部比体部降阻效果明显;与钢试样相比,头部和体部收缩态的降阻率分别为39%和29%。该研究可为生物非光滑表面仿生研究以及揭示蚯蚓体表形貌和润滑耦合仿生机制提供基础数据。     

土壤动物体表非光滑对体表润湿性的影响

对土壤动物的典型体表形态进行了电镜观察,从理论上分析了土壤动物体表非光滑降低其体表润湿性及减少土壤粘附的机制。     

交就电流在仿生非光滑表面电渗中作用原理的试验研究

利用生物体表交流电渗作用的信息，将交流电引入仿生非光滑表面电渗技术中，并进行了试验研究。考察了交流电的频率对电渗效应的影响，利用试验优化技术对交流电的频率，电压两上因素进行了二元二次回归组合设计的试验，建立了显著的回归方程。对交流电在仿生非光滑表面电渗技术中的应用打下了理论基础。     

交变电流在仿生非光滑表面电渗中作用原理的试验研究

利用生物体表交流电渗作用的信息，将交流电引入仿生非光滑表面电渗技术中，并进行了试验研究，考察了交流电的频率对电渗效应的影响，利用试验优化技术对交流电的频率，电压两个因素进行了二元二次回归组合设计的试验，建立了显著的回归方程。对交流电在仿生非光滑表面电渗技术中的应用打下了理论基础。     

典型植物叶表面非光滑形态的疏水防黏效应

用扫描电镜技术对几种典型植物叶片进行电镜扫描,对其不同的非光滑表面特征类型分类并加以描述;借助于仪器设备对非光滑叶表面的疏水性与防黏性进行量化指标的测定,分析结果表明：表皮细胞形态、表面蜡层形态与分布密度将直接影响其疏水、防黏效果;并进一步指出表皮细胞形态及其分布密度是表面脱附的主导因子,表皮蜡质因其形态、分布密度不同脱附效果也有差别。该研究将为工程仿生的表面加工成型、表观设计提供重要的信息源。     

几何非光滑生物体表形态的分类学研究

生物体表几何非光滑的实地观察分析和分类,是非光滑表面减粘降阻仿生研究的基础环节之一。本文在实地观察、采集大量粘湿环境土壤动物的基础上,利用电镜分析技术,根据表面几何形态的不同,全面地进行了典型生物体表非光滑形态的分类研究,并以生态学的观点初步探讨了其形成机理。     

土壤粘附仿生研究(二) 典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

减粘脱附柔性内衬的设计与应用

针对挖掘、装卸及运输机械的与物料接触部件,在以粘性物料为工作对象时明显存在物料粘附积留问题,依据典型脱土动物功能防粘机制所提供的信息,设计了具有明显减粘脱附效果的柔性内衬,并进行了柔性内衬用于滚轮堆取料机轮斗、挖掘机挖斗及装载机铲斗的实际试验。文中介绍了柔性内衬结构特点、设计方法及实际试验结果。     

植被退化对典型草原地表径流的影响

通过野外径流测定、野外径流模拟实验与实验室径流模拟实验,对内蒙古锡林郭勒盟典型草原地表水分生态过程及其影响因子进行了系统分析,初步得出以下结论:(1)植被退化对典型草原地表径流有重要影响,地表径流与退化强度呈正相关,植被退化显著增加了地表径流系数和地表径流量。(2)植被层的植株高度、密度是影响地表径流的重要因子。地表径流均随着植被高度、密度的增加而降低。但在一定条件下,植被高度作用大于密度作用。(3)枯落物对径流的影响也非常明显,主要表现在直接截留作用和间接阻挡作用,在一定条件下,枯落物作用大于植被作用。