犁壁材料表面特性与土壤粘附间的关系

选取机引犁壁和畜力犁壁，研究其表面特性与土壤粘附间的内在联系。首次将材料的土壤粘附特性与表面电化学现象联系起来，从理论与试验的结合上证明提高材料的耐蚀性有利于金属材料表面减粘脱土，为触土部件的材料选取、成分优化以及铁基减粘材料的研制提供了简捷有效的参考指标和理论依据     

35钢粘附特性研究

应用回归设计技术,探讨了35钢与土壤粘附特性及其影响因素。研究表明:热处理工艺能改变试样的粘附特性;在硬度较高或存在游离铁素体的条件下,硬度对粘附力的影响不同;金属材料与液体间的固—液接触角是影响粘附力的较主要因素;铁素体双相组织能降低粘附力值。     

挖掘机仿生斗齿土壤切削试验与减阻机理研究

模仿蝼蛄爪趾形态设计了挖掘机斗齿.使用多项式拟合方法对爪趾的侧面轮廓线进行拟合,利用快速成型设备制造仿生斗齿样件.通过土壤切削试验,测定了仿生斗齿和JL80斗齿试样的土壤切削阻力.试验结果显示,仿生斗齿切削时受到的土壤阻力较原形斗齿降低约11％.分析表明,仿生斗齿易形成“自刃尖”,保持斗齿整体切削性能,且可在不改变挖掘机设计与工况的条件下,减小切削角,实现减阻.     

基于仿生非光滑减粘技术的鞋底防粘性测试系统的设计与实现

利用逆向制造技术和计算机仿生改形技术等进行了试验系统的设计与实现,并且通过扫描电镜观察 土壤动物的典型体表形态进行了仿生类比信息的提取,设计L9(34)正交试验,进行了土壤粘附力测试。对比试 验表明:在同样的条件下,某些仿生改形表面的鞋底具有十分明显的减粘脱附效果,降低粘附力最大为8．27％, 说明采用仿生非光滑减粘技术的鞋底能有效降低土壤的粘附力。     

玉米秸秆纤维瘤胃微生物预处理的前景

反刍动物对木质纤维饲料的利用倍受关注,这主要是反刍动物的瘤胃与其内部的微生物共生、协同作用的结果,可从中期找到玉米秸秆纤维的瘤胃微生物预处理仿生工艺。瘤胃内的微生物环境相当复杂,其中包含的细菌、原虫和真菌都具有许多种类,但对于特定的底物起主要作用的还只是某几种,这为制浆工业应用提供了可能。现在的瘤胃微生物体外单纯培养,固态底物较高降解率,证明了体外利用瘤胃微生物的可行性。如果能够提供模拟瘤胃的发酵罐,能够进行生长代谢调控,并实现瘤胃真菌和其代谢产物利用菌共培养,可以提高半纤维素和纤维素降解率的比值,达到生物预处理玉米秸秆的目的。     

不同玉米果穗位姿与含水率对穗柄断裂特性的影响

为解决现有摘穗机构功耗大、苞叶残留多的问题,该文以手工摘穗为研究模本,提炼出基于果穗位姿变化的穗柄受力断裂模型。以4种不同含水率的收获期玉米为试验材料,以果穗偏转角度为因素,进行了2组穗柄拉伸断裂随机区组试验。结果表明,随着果穗偏转角度增大,穗柄拉断力、断裂拉伸量及苞叶残留率会在一临界角度产生突变;当籽粒含水率分别为34.8%、30.2%、25.1%和20.3%时,该临界角度分别为50°～55°、50°～55°、45°～50°和45°～50°;穗柄偏转达到临界角度后,玉米穗柄拉断力分别降低了80%、86%、84%和80%,断裂拉伸量增加了72%、70%、93%和84%,苞叶去除率增加了41%、34%、32%和36%;结果表明,对茎秆施加拉力时对果穗施加横向载荷,使果穗发生大于临界角度的偏转,可实现低耗摘穗;分析发现,穗柄断裂行为突变的诱因是表层纤维的受力由拉应力变为弯曲正应力,导致裂纹的萌生和扩展机理发生变化。该研究可为新型摘穗机构的设计提供理论依据和数据支撑。     

模型铲刀表面的法向压力及其土壤粘附

采用模型试验法，利用模型铲刀和小型压力传感器对模型铲刀表面的法向压力分布规律及土壤流动、粘附情况进行了试验研究，拟合出模型铲刀表面法向压力的回归方程。研究结果表明，法向压力在模型铲刀表面呈二次曲面分布，在模型铲刀的中部取得最大值。法向压力的变化引起土壤变形区域的含水量发生改变，导致土壤粘附主要发生在模型铲刀的上部和下部。     

仿生柔性技术减少煤粘附的试验

针对煤与工作部件表面的湿粘和冻粘问题，根据生物柔性脱附功能，设计了仿生柔性试件，研究了仿生柔性技术对煤的脱附效果。通过与45号钢的对比试验证明，湿粘时仿生柔性试件法向粘附力约为45号钢的60％，滑动阻力比45号钢小40％；冻粘时法向粘附力可降低80％，切向粘附力可降低75％。     

土壤会系统中粘土颗粒群的粘附特性

从土壤－水系统中粘土颗粒群的性质出发，进一步分析了土壤颗粒群的孔隙结构及其毛细孔道产生的抽吸力，研究了土壤对触土部件表面的粘附过程，结果表明：土壤粘附除了毛细管力、水膜粘滞力及初级化学键力外，粘土颗粒堆积形成的毛细管孔道产生的抽吸势对土壤在角土部件表面的粘附有一定的贡献，压力及固体表面热力学因素的共同作用是粘附过程中土体表层颗粒重排及水分再分布的主要原因。     

形体减阻类型、减阻机理与仿生

形体减阻在气体，流体和固体系统中有着良好的应用前景，对3种介质中运动物体的减阻类型与减阻机理进行归纳和分析。将形体减阻分为几何非光滑与柔性非光滑两种形式。从能量角度，通过建立界面能量平衡方程。将3种介质中减阻的实质统一为系统能量的转移量与转移速率，从仿生学角度，对一些人造物与自然生物的减阻效果做了对比分析。对刚性与柔性结构单元组合形式进行了分类归纳并举例，得出一些有益于工程仿生减阻设计的结论。