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| 1 | 微织构化表面润滑设计与发展分析显示文摘随着先进微细加工手段的可及化,近十年来,表面微织构技术有效促进了织构摩擦学的蓬勃发展。针对几种典型润滑工况下的摩擦特性,阐述了表面微织构技术的应用特征,尤其是表面微织构的实施对润滑区摩擦学行为的作用和影响。分析了表面织构在摩擦表面减摩抗磨、润滑减阻和防腐延寿诸方面的施用效果与发展潜力,在智能制造的现实需求下,提出表面织构技术快速发展的历史必然,并明确了表面织构技术应用与理论发展非协调之问题。进一步结合仿生设计思想,从表面微织构的几何结构设计和形貌拓扑优化等方面,评述了表面微织构设计理论与技术发展现状和趋势。着重指出,复合织构化设计理论与方法亟待拓展,仿生织构设计思想常会产生有益效果。最后,讨论了表面微织构技术在高低温等特殊应用背景下的摩擦学行为特征,拓展表面织构技术在极端工况下的应用潜力和工程价值。表面织构技术有望在控制摩擦、减小磨损和改善润滑方面发挥更积极的作用,进而推动我国高端装备相关产业的技术升级。 | 张培耘 张彦虎 华希俊 符永宏 尹必峰 符昊 纪敬虎 | 2021 | 表面技术2021，50，9： | 13 |
| 2 | 蚯蚓体表与土壤接触界面动态行为仿真显示文摘应用离散元软件PFC2D建立了蚯蚓波纹体表与土壤界面动态行为仿真模型,对比分析了光滑和波纹试样的接触界面、接触力场和接触颗粒数以及滑动阻力,得出:当波纹表面的摩擦力与土壤颗粒对波纹凸起处的向后推力之和小于光滑表面的摩擦力时,波纹表面起到减阻作用;如果土壤颗粒对波纹表面凸起处的向后推力过大,波纹会起到增加阻力的作用。另外,试样运动时,波纹表面比光滑表面对土壤的扰动大。随着垂直载荷的增加,波纹表面和光滑表面的滑动阻力均增加,且波纹表面的降阻效果减弱;随着前进速度的增加,2种试样滑动阻力的增加,但波纹表面的滑动阻力的增长小于光滑表面,即速度高时波纹表面降阻明显。结果表明:蚯蚓非光滑表面的减阻能力与接触界面特性和外部条件有关。研究结果可为揭示非光滑表面的减阻机制提供研究方法和参考。 | 刘国敏 邹猛 李建桥 | 2010 | 吉林大学学报(工学版)2010，40，6： | 11 |
| 3 | 蚯蚓体表自润滑仿生应用试验研究显示文摘对蚯蚓体表自润滑行为进行分析,并设计5种仿生润湿试件:通孔型、阶梯孔型、通孔倒角型、插销型以及复合型,以水为润滑剂,通过润湿试验,探讨润湿规律,为蚯蚓耦合仿生研究提供设计依据。结果表明,无论是覆盖玻璃还是有机玻璃,通孔型的喷嘴润湿整个表面所需的时间最长,而通孔倒角型喷嘴所需时间最短;在同一流速条件下、同一时间间隔内,各仿生润湿试件按润湿面积由大到小依次是:通孔倒角型、插销型、复合型、阶梯孔型、通孔型。 | 刘国敏 邹猛 李建桥 | 2010 | 江西农业大学学报2010，32，2： | 6 |
| 4 | 基于仿生微织构的电动修剪机刀具磨损性能研究显示文摘针对普通电动修剪机刀具易磨损、崩刃等情况,设计了一种蚯蚓仿生微织构刀具,以蚯蚓体表形貌为基础,利用激光成型技术加工刀具表面微织构,研究激光成型参数对成型沟槽几何尺寸的影响;通过摩擦磨损对比试验研究了仿生微织构刀具和普通刀具的摩擦因数和磨损情况,分析仿生刀具减磨机理;通过自制剪切试验平台对不同直径龙眼树枝进行刀具剪切试验,验证仿生刀具减磨特性。研究结果表明:优化后激光成型仿生刀具的工艺参数为:激光功率75 W、激光扫描速度4.8 mm/s;仿生刀具微织构实际尺寸为:沟宽138.3μm,沟深33.5μm;与普通刀具相比,载荷400 g下沟槽间距1.6 mm时微织构仿生刀具表现出最小摩擦因数0.2619和体积磨损量616.70 mm^3,具有明显减磨特性;随载荷增加磨损机制逐渐由黏着磨损、微切削磨损向磨粒磨损和氧化磨损的复杂磨损形式转变;磨损稳定时,沟槽间距1.6 mm微织构仿生刀具所需剪切次数50~55次,比普通刀具剪切次数(45~50次)高5~10次,沟槽间距1.6 mm微织构仿生刀具在剪切直径10、15、20 mm的树枝磨损面积稳定次数分别为35~40次、45~50次、50~55次,树枝直径越大微织构刀具抗磨效果越明显。 | 孙健峰 霍东飞 李波 邢凯峰 王伟强 杨洲 | 2020 | 农业机械学报2020，51，S02： | 6 |
| 5 | 基于蚯蚓体表特征的仿生深松铲设计及分析显示文摘深松铲是深松机的重要工作部件,深松作业过程中出现的减阻降耗问题和深松作业的质量问题成为近年来的研究热点。在深松过程中,出现深松铲黏土严重的现象,可增加作业过程中的阻力,提高作业的能耗,造成作业成本的提高;另外,在深松作业后,出现的土壤土块较大和土壤的透水性、透气性较差等问题,阻碍了深松技术的推广。针对以上这些问题,结合蚯蚓体表形态特征,提出设计新的仿生深松铲,以期达到降低深松作业阻力、减少能耗、改善深松后土壤质量的目的。 | 邱兆美 张海峰 张伏 杨欣 王俊 毛鹏军 马延武 | 2018 | 江苏农业科学2018，46，4： | 5 |
| 6 | 蚯蚓-蚯蚓粪分离-收获工艺与关键部件试验显示文摘蚯蚓堆肥是实现农业有机固体废弃物减量化、无害化、资源化和增值化的生物处理技术之一。蚯蚓堆肥结束后,如何将成熟活体蚯蚓从大量堆肥物料中快速分离收获,是目前规模化蚯蚓堆肥亟需解决的难题之一。为实现蚯蚓体快速、高效、稳定的分离和收获,该研究提出了蚯蚓堆肥产物3步分离收获工艺方法,并针对此工艺中的动态斜面分离收获关键部件和工艺参数开展了试验研究。在此基础上,结合力学分析、EDEM离散元仿真模拟揭示了蚯蚓分离关键过程中的动力学机制。结果表明:本研究所提出的分离工艺可较好实现蚯蚓、蚯蚓粪的分离和集中收获,动态斜面在蚯蚓-蚯蚓粪分离过程中起关键作用,利用了蚯蚓体表液膜接触粘附摩擦特性强,易粘附于斜面,而动态斜面作用下蚯蚓粪滚动摩擦力小的特性,蚯蚓与蚯蚓粪抛落于动态斜面后因受力差异导致两者呈相反方向运动,实现分离。蚯蚓-蚯蚓粪分离收获的最优参数组合为安装锥形分离器下,分离收获斜面速度50 mm/s、倾角为30°。基于此工艺方法处置蚯蚓粪-蚯蚓混合物料10 kg耗时55.36 s,在蚯蚓收获区的蚯蚓收获率为(81.50±5.55)%,蚯蚓粪含杂率接近于0,物料总收获率为(96.56±1.79)%。研究结果可提高蚯蚓堆肥产物分离收获的速度与效率,为规模化蚯蚓堆肥机械装备化、减少人工作业和降低成本提供借鉴与参考。 | 林嘉聪 王定美 袁京 李国学 李勤奋 袁巧霞 | 2022 | 农业工程学报2022，38，12： | 1 |
| 7 | 仿生多瓣式锥型月壤钻采机构研究显示文摘针对月球表面钻孔勘探的需求,基于竹象虫钻食竹笋和蚯蚓在土壤中蠕动前进的机理,设计了一种集钻探、采样和储样功能于一体的可开闭、蠕动进给的仿生多瓣式钻采机构。钻采机构采用分段式设计,由分瓣式锥形钻头、主机架和副机架3个部分组成。针对分瓣式锥形钻头的不同部位进行力学和钻进排屑性能分析,建立了钻头与月壤相互作用力学模型,并以此为基础对钻头结构参数进行优化设计。研究结果表明,锥形基体所受的径向挤压力与半锥角成反比。 | 周晨阳 郭策 俞志伟 李龙海 | 2020 | 机械科学与技术2020，39，6： | 0 |
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