仿生棱纹几何结构表面的土壤磨料磨损

被引：37

作者：

佟金

荣宝军

马云海

张金波

机构：

[1] 吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室

来源：

摩擦学学报 | 2008年 / 03期

基金：

国家杰出青年科学基金;

关键词：

栉孔扇贝壳; 几何结构表面; 仿生表面; 土壤; 磨料磨损性能;

D O I：

10.16078/j.tribology.2008.03.014

中图分类号：

TH117.1 [摩擦与磨损];

学科分类号：

080203 [机械设计及理论];

摘要：

利用逆向工程技术,对栉孔扇贝壳外表面几何结构进行扫描测量和处理并获得数据点云,采用最小二乘法拟合数据而设计了3种分布的棱纹型仿生几何结构表面,与相同材料和基本尺寸平板试样对比,在转盘式土壤磨料磨损试验机上进行磨料磨损试验.结果表明:栉孔扇贝壳外棱纹轮廓几何结构表面具正弦函数特征;棱纹轮廓方程为f（x）=3sin（0.4x）,棱纹高度为3mm,棱纹底宽为7.854mm.棱纹间距分别为15.71mm、12.56mm和9.42mm的3种仿生棱纹型几何结构表面的耐磨性能均优于平板;相对于平板试样,在相对滑动速度为1.68m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少29.84%43.28%;在相对滑动速度为2.35m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少16.23%21.91%.这是由于仿生棱纹结构能够改变磨料在磨损表面流场的接触和运动状态,增加剪切层厚度,减小剪切层内的磨料密度,改变磨粒的运动轨迹,从而提高其耐磨性.

引用

页码：193 / 197

页数：5

共 5 条

[1]

天然生物材料及其摩擦学 [J].

佟金 ;

马云海 ;

任露泉 .

摩擦学学报, 2001, (04) :315-320

[2]

Two-Body Abrasive Wear of the Surfaces of Pangolin Scales.[J].Jin Tong;Tie-biao Lü;Yun-hai Ma;Heng-kun Wang;Lu-quan Ren;R.D. Arnell.Journal of Bionic Engineering.2007, 2

[3]

Two-body abrasive wear of the outside shell surfaces of mollusc Lamprotula fibrosa heude, Rapana venosa valenciennes and Dosinia anus philippi [J].