發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 11:14

【摘要】：由于一些在土壤之中工作機(jī)械,與土壤接觸的部件會(huì)發(fā)生土壤粘附問題,使得生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能耗增加,工作效率降低,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)械壽命驟減。于是,減少觸土部件的土壤粘附力成為了一個(gè)急需解決的問題。自然界中一些土壤動(dòng)物可以在土壤中自由地行動(dòng),甚至是土壤黏重的環(huán)境下,仍能保持潔凈表面。受此啟發(fā),相關(guān)的科研人員將減小土壤粘附的研究對(duì)準(zhǔn)了土壤動(dòng)物。蠐螬是金龜科的幼蟲,它長期生活在土壤之中,我們將蠐螬挖掘出來時(shí)發(fā)現(xiàn)其表面干干凈凈,基本上沒有土壤的粘附。這種在黏濕土壤中的“不沾土”特性引起了我們的關(guān)注。在充分檢索相關(guān)文獻(xiàn)之后發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外并無關(guān)于蠐螬減粘脫土的研究,本文屬于首次研究。本文以蠐螬活體及其體表切片為研究對(duì)象,研究了蠐螬減粘脫土的原因。主要進(jìn)行了蠐螬體表的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的觀察、蠐螬體表硬度的測(cè)量、蠐螬表面潤濕性的研究,利用拉壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了蠐螬體表土壤粘附力的測(cè)試試驗(yàn)和驗(yàn)證微電滲試驗(yàn),運(yùn)用往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了蠐螬體表的土壤摩擦力試驗(yàn)。主要結(jié)論如下:1、蠐螬體表有著3μm的微凸起結(jié)構(gòu)和100μm長的剛毛,蠐螬體表的剛毛和微觀凸起結(jié)構(gòu)具有與運(yùn)動(dòng)一致性的特點(diǎn),蠐螬體表的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)對(duì)“不沾土”起到一定的作用,粘附力試驗(yàn)證明了蠐螬體表相較于其他的常用材料具有良好的減小土壤粘附的作用。2、蠐螬表皮是一種疏水的表面,接觸角可達(dá)108?,疏水的表面能夠有效減小土壤粘附。3、蠐螬體表的土壤摩擦力具有方向異性,即從頭部到尾部方向的摩擦力要小于相反方向,這種方向異性與蠐螬自然狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)具有一致性。4、蠐螬表面不同兩點(diǎn)之間的電位在靜息狀態(tài)時(shí)只有20m V左右,當(dāng)受刺激運(yùn)動(dòng)后可達(dá)80m V。在對(duì)蠐螬活性于土壤粘附力測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn),活體表面的土壤粘附力要小于切片表面,進(jìn)一步展開了微電滲試驗(yàn),測(cè)得不銹鋼在接通負(fù)極、土壤接通正極時(shí),土壤粘附力要小于沒有電極的情況,驗(yàn)證了微電滲具有一定減小土壤粘附的作用。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S154.5;TH117.1
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論引言壤粘附是黏濕土壤對(duì)與土壤接觸固體表面產(chǎn)生附著的現(xiàn)象。在與土壤密切接觸的土壤粘附現(xiàn)象是普遍存在的。在土壤中工作的機(jī)械，其觸土部件會(huì)出現(xiàn)土壤粘附 1.1）。這種現(xiàn)象會(huì)使地面機(jī)械行走裝置和作業(yè)部件遇到工作阻力大的問題，嚴(yán)重作效率、使用壽命和作業(yè)質(zhì)量，增大能量消耗[1, 2]。因此，研究土壤粘附機(jī)理與規(guī)脫附減阻技術(shù)與方法，成為國內(nèi)外科技工作者致力研究的重大課題。

圖 1.2 Fountaine 水分張力理論模型[12]子和空氣負(fù)壓理論[12]，認(rèn)為在固體表面與非接觸性的在分子吸引力，但分子間的吸引力只有在它們之間的以顯著地促進(jìn)土壤粘附。如果它們之間的距離遠(yuǎn)大于可以忽略不計(jì)。另外，封閉結(jié)構(gòu)單元內(nèi)存在的負(fù)壓也吸引力和負(fù)空氣壓力是土壤粘附橡膠的主要原因。理還有其他學(xué)者的相關(guān)理論，如錢定華[13]的五層界面論；合力模型理論；張際先[15]的粘附界面的分子模型研究成果，雖然在一定程度上揭示了土壤粘附的力學(xué)并且這些因素復(fù)雜多變，還缺少有效的方法控制和完題。因此，土壤粘附機(jī)理的理論與學(xué)說的系統(tǒng)性及其很難做到，土壤粘附理論還有待人們系統(tǒng)深入地研究附的方法

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本文編號(hào)：2739584