摘要：仿生结构异质复合材料复合界面缺陷及强度对其在工程上的应用具有极大的影响。为了探讨仿生结构异质复合材料结合界面无损检测技术及其抗拉剪性能,该文以海豚皮肤结构为仿生蓝本,采用仿生相似性原理,以硬度值为A80的聚氨酯做面层材料,以灰口铸铁作为基底材料,并在基底加工仿生形态,采用浇铸高压定型复合法进行仿生形态异质复合材料的制备。采用超声波无损检测方法对这种复合结构界面进行无损检测研究。得出利用双探头,采用一收一发的方式对其检测效果较好,并通过制备试样的拉剪性能试验对无损检测方法进行了验证。利用二因素三水平正交试验优化设计对该材料的结合界面抗剪性能进行试验研究。试验结果表明,在复合界面不存在缺陷的前提下,影响聚氨酯/铸铁仿生形态异质复合材料的抗剪性能的主次因素分别为复合界面的形态,面层材料的配比。在面层材料的配比为100∶12时,复合界面为仿生形态时,其最大抗拉剪力可达到1 233.83 N。该研究为此种复合材料在工程上的实际应用提供了参考。

摘要：为了提供一种可利用仿生功能表面提高泵类产品效率的方法,该文分别以鲨鱼皮肤及海豚皮肤表面结构为模仿原型,设计了2种仿生功能表面,模仿鲨鱼皮肤结构的功能表面为模型1,仿海豚皮肤结构的功能表面为模型2,并以吉林市奥吉通泵业有限公司生产的200QJ50-26离心式水泵为载体,进行了试验研究。研究结果表明,模型1可提高水泵效率2%~3%,模型2可提高水泵效率5%,且模型2在全流段范围内增效效果显著。利用氢气泡流动显示试验,从流场尾迹再附点及涡距2个方面说明了上述2种模型对流体介质的控制机制。试验结果表明,模型2相比模型1,其尾迹再附点距离降低5 mm,而尾迹涡距距离却增加3 mm。说明模型2的压差阻力得到降低,此外,模型2通过降低涡生成密度及速度的方式降低能量的耗散,其减阻效果更明显。该研究为仿生功能表面在以流体为工作介质的流体机械及在流体介质中运行的交通工具的全面应用提供了参考。