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动物足垫表面形貌粘着摩擦机理研究

发布时间:2018-05-27 15:10

  本文选题:仿生摩擦学 + 动物粘着摩擦 ; 参考:《山东科技大学》2011年硕士论文


【摘要】:摩擦在我们的生产和生活中发挥着重要的作用。自然界的许多动物都有着天然的摩擦学生存适应性,仿生摩擦学在现代社会展现出良好的发展和应用前景。本课题主要对生物界具有良好攀爬附着性能的动物进行研究,提出具有优良摩擦附着性能的最佳表面结构,为下一步利用仿生技术制造具有增摩功能的表面结构和装置以提高设备传递动力和防止滑动的能力做前期的理论探索工作,具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文在学习仿生摩擦学理论的过程中,得出生物表面知识是是摩擦学仿生的基础,结构决定功能,表面结构形态、动态变化及其与环境介质的作用方式决定着生物表面的摩擦学行为,只有探索掌握生物表面的摩擦学特性才能实现仿生摩擦学技术的开发。我们利用扫描电子显微镜和超景深三维数码显微镜对几种不同生物的足垫表面结构进行了观察;从不同角度对动物足垫表面的非光滑形态进行了分类;建立了凸包形、凹坑形、波纹形和刚毛形非光滑的评价指标集。 基于动物足垫形貌的观察分类,从力学与表面形貌结构的角度对其粘着摩擦机制进行了详细的分析,分别从微观接触力学、毛细作用、摩擦以及表面粗糙度等方面着手,发现了足垫的粘着摩擦是它们共同作用的结果,阐述了不同形状结构对足垫粘着摩擦作用的影响,揭示出表面形貌结构在粘着摩擦起主要作用。利用仿生学理论对足垫表面形貌结构进行了简化修改,建立了球状凸包、平头柱状凸包和倒圆台状凹坑这三种不同形态的单元体,确定了其数学模型。
[Abstract]:Friction plays an important role in our production and life. Many animals in nature have natural tribology adaptability, and bionic tribology has a good prospect of development and application in modern society. In this paper, the best surface structure with excellent friction adhesion is proposed for animals with good climbability in biological world. It is of great theoretical significance and practical value to make the surface structure and device with the function of increasing friction by using bionic technology in order to improve the ability of transmitting power and preventing slippage. In the course of studying bionic tribology theory, this paper concludes that biological surface knowledge is the basis of tribology bionics, structure determines function, surface structure forms. Dynamic changes and their interaction with environmental media determine the tribological behavior of biological surfaces. Only by exploring and mastering the tribological characteristics of biological surfaces can the development of bionic tribology technology be realized. We use scanning electron microscope and 3D digital microscope to observe the surface structure of foot pad of several different organisms; classify the non-smooth shape of animal foot pad from different angles; establish convex shape, concave shape, Corrugated and bristle-shaped non-smooth evaluation index sets. Based on the observation and classification of animal foot pad morphology, the adhesion friction mechanism was analyzed in detail from the point of view of mechanics and surface morphology, respectively, from the micro contact mechanics, capillary action, friction and surface roughness, etc. It is found that the adhesion friction of foot pad is the result of their joint action. The effects of different shapes and structures on the adhesion friction of foot pad are discussed. It is revealed that the surface morphology plays an important role in the adhesion friction. In this paper, the surface morphology of foot pad is simplified and modified by bionic theory. Three kinds of unit bodies, spherical convex hull, flat head cylindrical convex hull and inverted platform pit, are established and their mathematical models are determined.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH117.1

【参考文献】

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2 周群;何斌;岳继光;;昆虫足的吸附机制[J];昆虫知识;2007年02期

3 戴振东;佟金;任露泉;;仿生摩擦学研究及发展[J];科学通报;2006年20期

4 路甬祥;仿生学的意义与发展[J];科学中国人;2004年04期

5 赵亚溥,王立森,孙克豪;Tabor数、粘着数与微尺度粘着弹性接触理论[J];力学进展;2000年04期

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7 孙世元,任露泉,佟金;减粘脱附柔性内衬的设计与应用[J];农业工程学报;1996年01期

8 汪久根,张建忠;仿鱼鳞的减阻表面设计[J];润滑与密封;2005年05期

9 杜家纬;二十一世纪仿生学研究对我国高新技术产业的影响[J];世界科学;2004年02期

10 汪栋;奇妙的仿生学[J];生物学教学;1995年10期

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本文编号:1942624

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