仿生摩擦表面性能分析與制備工藝研究.pdf

1、大自然中的生物體表面有著天然優(yōu)異的摩擦學(xué)性能，仿生摩擦學(xué)是對(duì)生物體表面優(yōu)異摩擦特性的研究，通過借鑒和研究生物的優(yōu)異摩擦表面性能，應(yīng)用于仿生摩擦表面的設(shè)計(jì)中，起到提升工程摩擦副的機(jī)能和改善產(chǎn)品摩擦表面性能的作用，因此對(duì)仿生摩擦表面的研究具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和意義。
　　本文在仿生摩擦學(xué)理論的基礎(chǔ)上，從生物的足部附著功能中獲得啟示，研究了以蝗蟲為代表的足部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其瞬態(tài)摩擦接觸過程，分析了蝗蟲足部瞬態(tài)接觸過程中的三種接觸狀態(tài)，即開始接觸

2、狀態(tài)、正常穩(wěn)定接觸狀態(tài)和脫離接觸狀態(tài)，提取了蝗蟲足部特征元素——非光滑微凸體作為研究的設(shè)計(jì)原型?；诜律O(shè)計(jì)理論，用三維建模軟件設(shè)計(jì)出了仿生摩擦表面的三維實(shí)體模型。在對(duì)生物的瞬態(tài)摩擦接觸過程分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元分析軟件模擬了仿生摩擦表面的瞬態(tài)接觸過程，得到了開始接觸、正常穩(wěn)定接觸和脫離接觸這三種接觸狀態(tài)下的位移和應(yīng)力云圖，并得到了接觸點(diǎn)位移、應(yīng)力和應(yīng)變的變化曲線。應(yīng)用有限元分析軟件中的疲勞分析模塊對(duì)不同仿生摩擦表面進(jìn)行了疲勞壽命分析

3、，研究了不同仿生摩擦表面模型的壽命，得到了仿生摩擦表面和接觸對(duì)的壽命云圖，通過比較得出耐磨性能最好的仿生摩擦表面，并采用主應(yīng)力結(jié)合S-N曲線的方式計(jì)算了耐磨性最好的仿生摩擦表面的疲勞壽命，計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果相一致。分析了現(xiàn)有的仿生表面制備技術(shù)，結(jié)合材料成形的理論，研究了模壓成形方法加工制備凸包型仿生摩擦表面的加工工藝。
　　本文對(duì)仿生摩擦表面的研究可以豐富摩擦學(xué)和接觸力學(xué)的理論，為摩擦表面接觸性能分析提供了新的角度，對(duì)以后的仿生摩