摘要：受东方蝼蛄刺状挖掘足能够高效挖掘土壤的启发,设计了大豆播种机破碎式覆土装置,以提高其碎土性能。对东方蝼蛄前足的趾爪趾长、趾尖角、趾间距、侧面的楔角进行测量,以此为依据设计了仿生碎土圆盘。破碎式仿生覆土装置由大小碎土圆盘、折弯法兰、固定机架、旋转副、减震弹簧和悬挂架组成。本覆土装置专为双行种子沟设计,可实现对大豆沟槽双侧进行覆土。对仿生碎土圆盘碎土齿进行了受力分析,并利用Ansys及Ls-Dyna软件对所设计部件进行仿真优化分析,得到碎土圆盘切削受力情况土壤的等效应力分布以及覆土过程中种子横向位移。田间试验结果表明破碎式仿生覆土装置完成了覆土功能要求,破碎率达到92.2%,平均覆土厚度为2.4 cm,平均种子行间距为10.1 cm。

摘要：为了提高风力机叶片性能,基于家燕翅膀翼型良好的气动特性进行了风力机叶片的仿生设计。采用计算流体动力学,对仿家燕翼型和标准叶片翼型的性能进行模拟和对比,结果表明,仿家燕翼型具有较高升力系数和升阻比。基于家燕翼型进行100 W风力机叶片的仿生设计,并对标准100 W风力机叶片和仿生设计叶片进行数值模拟和风力机效率实验。结果表明:相比于标准叶片,仿家燕风力机叶片展向位置翼型上下表面压力差有较大提高,能有效提高风力机叶片效率,效率比标准叶片提高25%以上。

摘要：为了提高微型泵输出流量以及获得连续出流能力,设计了一种基于合成射流原理的无阀气体压电泵。首先,分析了压电气泵的工作原理,测试了压电振子的振幅;其次,利用CFX软件对无阀气泵进行仿真分析,得到压电气泵在0T,1/4T,2/4T和3/4T时刻的气体流速分布,以及容腔高度、泵腔高度、射流孔直径和出口直径对气泵流量的影响规律;最后,制作了无阀气体压电泵的实验样机。测试结果表明,当无阀压电气泵在驱动电压为120V、驱动频率为400Hz、容腔高度为0.1mm、泵腔高度为1.4mm、射流孔直径为1.3mm和出口直径为2mm时,泵输出气体流量为1800ml/min左右,实验与仿真分析基本吻合。该气泵能输出较大气体流量并具有连续出流的能力。

摘要：针对直线式压电振动送料器设计与使用中出现的轨道匹配失效现象,设计试验样机对不同轨道及安装方式进行试验,采用两个激光位移传感器对轨道失效时不同位置的振动位移进行了测试,测试结果表明,轨道端点振幅大,中心位置振幅小,轨道两端点运动方向相反,即轨道在发生平移运动的同时也发生了转动。回转中心附近测试点位移为8. 2μm,端点位移则可达到67. 8μm。建立了无阻尼条件下轨道的平移与角运动的动力学方程,得到了轨道匹配有效的条件为端点角运动幅值分量小于平移运动幅值分量。理论分析结果表明减小轨道长度、振子安装角及支撑点的不对称度有助于解决轨道配合失效问题。

摘要：提出了一种基于鱼体结构的液力变矩器叶片环量分配规律.该方法利用逆向工程方法提取了鱼类体型的元素,提出了液力变矩器各叶轮叶片的仿生多项式环量分配方案,设计出了类鱼体的仿生叶片.通过采用Smagorinsky亚格子应力模型的分离涡模拟,分别对仿生叶片和原始叶片的流道模型进行了三维流场的数值计算.结果表明:通过将原始叶片的仿真预测结果与试验结果进行对比,证明了该数值模拟方法的有效性;在不改变原始叶片的重要参数的情况下,采用仿生环量分配规律设计出的仿生叶片,可以提高液力变矩器的最高效率值,最高效率可以提高1.5%.对比分析了仿生前后的流动结构,并采用Rothalpy对比了仿生叶片与原有叶片的能量损失,结果与性能预测值相吻合,验证了研究的可行性.

摘要：利用试验优化设计技术,设计了9种环块样件表面凹坑形态的尺寸与分布,采用激光图形雕刻技术,在模型样件的表面加工形成了9种不同的微观凹坑型仿生形态;在相同的试验参数条件下,完成了光滑与凹坑型仿生形态环块样件的摩擦、磨损性能的对比试验;根据试验前后环块样件总体重量的测量结果,计算出了10种环块样件试验前后的磨损量、磨损率,进行了光滑环块样件与凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的对比分析;利用正交试验设计,进行了凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的极差分析。试验证明,在润滑状态下,具有凹坑型仿生形态的环块样件的耐磨性能均高于光滑样件;凹坑直径为100μm,凹坑横向间距为450μm,凹坑纵向间距为350μm时的耐磨效果最佳。

摘要：分析了加速下落冲击式液压桩锤的结构组成和工作原理。应用状态空间法对冲击过程建立数学模型并进行了仿真分析。仿真运行结果表明,它的工作平稳并具有强劲的动力。全面试验及试运行表明其工作性能良好。与国外同类产品相比,具有结构紧凑、制造成本低、工作可靠、传动效率高等优点。

摘要：借鉴长尾鲨鳃部呼吸作用时鳃弓的扰流特性及湍流发生机理,设计了带有肋式扰流结构的仿生换热表面,并建立了带有此仿生换热表面的过渡段双腔室模型。利用FLUENT仿真软件进行数值模拟,得到该过渡段冷却腔室内的温度场、速度矢量场及努塞尔数分布。采用全面试验设计建立了关于肋式扰流结构高度和宽度设计变量对换热表面的加权平均温度和最小压强的代理模型,通过粒子群优化算法获得此肋式扰流结构的最佳设计方案。结果表明,带有肋式扰流结构的仿生换热表面能够强化射流冲击冷却,可将过渡段冷却腔室内的冷却效率提升340%。

摘要：以长耳鸮的翅膀为模本构建仿生翼型,并在此基础上构建没有凹口的仿生缝翼及仿生多段翼型。利用快速成型系统制作相应的准二维试验模型,并在低湍流度的风洞内进行试验,结果显示:在攻角小于5°时,仿生翼型的升力系数更大,而在攻角大于5°时,具有仿生缝翼的仿生多段翼型的升力系数更优。同时,仿生多段翼型中仿生缝翼能提高失速角和最大升力系数,而且还能延迟升力系数曲线斜率的下降,从而在一定攻角范围内阻止前缘分离的发生。在低雷诺数下的绕翼烟线显示了仿生翼型的前缘分离,但在相同工况下的仿生多段翼型的流场中没有出现前缘分离。这个优点也许可以被用在未来的前缘缝翼的设计中。

摘要：针对非线性板球系统中小球的镇定和跟踪控制问题,提出了一种采用结合系数的自适应解耦模糊滑模控制器设计方法。将板球系统分解成4个子系统,分别对每个子系统定义了滑模面,利用结合系数将滑模面结合,基于Lyapunov稳定性理论,构造了自适应模糊规则来调节滑模结合系数,从而实现了板球系统的稳定控制,并避免了复杂的计算。本文对所提出的控制方法进行了板球系统的仿真实验验证。仿真结果表明,此方法能够较好地实现非线性不确定系统的镇定控制和轨迹跟踪问题。