仿生高效剪切结构的设计与试验

发布时间：2024-11-02 15:21

　　材料的剪切加工是目前应用最广、操作最简便、发展历程最久的材料加工方法之一。提升剪切过程的效率、降低剪切阻力、优化剪切零件性能具有非常重要的研究意义。本研究以狗獾牙齿曲线为仿生对象,利用门齿的优异剪切特性和犬齿的优异刺入特性,分别将仿生特征曲线用于实体金属材料与散体物料的剪切工具设计。同时利用激光纹理化加工和化学处理方法对表面进行强化处理,得到具有抗腐蚀、抗磨损、抗光反射的多功能表面。通过结构仿生方法和表面强化方法的共同作用,为材料剪切过程的高效化,增强零件表面多功能性,加工制备具有低阻力、高耐久性的高效剪切设备提供方案。本文的主要研究内容与获得的主要研究成果如下:(1)具有高效剪切结构的仿生原型确定,仿生曲线提取和参数化分析。本研究针对高效剪切过程的优化这一主要研究目的,结合狗獾咬合过程的优秀剪切特性,选取狗獾门齿和犬齿的相关曲线作为仿生原型进行仿生设计。利用狗獾门齿的优异剪切特性设计金属剪切刀刃口曲线;利用狗獾犬齿的优异刺入特性设计土壤侵入锥体模型外轮廓曲线。由此分别得到了仿生金属剪切刀模型和仿生土壤侵入锥体模型。(2)金属高效剪切过程优化设计。利用剪切试验和数值模拟相结合的方法,研究...

【文章页数】：171 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

与此同时,样品表面的前进角和后退角利用可以倾斜的基座进行测量[171]。测量方式如示意图6.1b所示,实验过程中滴落4μL的液滴在样品表面,当液滴完全稳定后,调整基座的倾斜角度r,每次调节1.0o,当液滴开始不稳定,从表面滑落时,测试液滴两侧在此时与样品表面的夹角,倾斜方向的夹角....

为了进一步研究并量化样品的耐腐蚀性和腐蚀速率,本研究在室温下对样品进行电化学腐蚀试验。本研究中使用的电化学腐蚀试验台如图6.2所示。利用电化学工作站(GAMRYReference600,America)在3.5wt.%NaCl溶液下,选取标准三电极法进行电化学腐蚀试验。本试验....

本研究利用UV-VIS-NIR光谱仪(UV2600,ShimadzuCorporation)对表面的光谱反射率进行测量,设定研究方法为垂直入射。光谱仪能够测量的表面反射率的光波长范围为450nm至1650nm。根据国际照明委员会(InternationalCommissi....

利用刻划试验确定样品的表面耐久性。本研究的刻划测试试验台如图6.4所示。利用800粒度的碳化硅砂纸作为摩擦表面放置于平面上,将样品翻转使其表面紧贴在砂纸上,同时在样品上方放置一个100g的砝码固定,利用贴纸拖拽样品表面进行往复移动,移动单向的距离为100mm,速度为10mm....

本文编号：4009719