本文關(guān)鍵詞：昆蟲鉤爪和黏附墊的協(xié)同作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：昆蟲優(yōu)異的附著、運(yùn)動(dòng)性能得益于其精細(xì)的功能性附著系統(tǒng),對昆蟲附著系統(tǒng)的研究不僅能夠幫助人們深入地理解昆蟲的附著機(jī)制,還能啟發(fā)仿生附著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn),提高仿生機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力。以往的研究結(jié)果表明昆蟲單一的附著器官往往不能滿足其附著和運(yùn)動(dòng)需求,因而不同附著器官之間的協(xié)同作用可能起到了重要作用。本文的目的在于研究鉤爪和黏附墊的協(xié)同附著行為,并探討表面顆粒尺度對附著性能的影響。為此,設(shè)計(jì)了一種兼具鉤爪和黏附墊的仿生附著系統(tǒng),并挑選了一系列不同尺寸的鋼球來模擬不同尺度的基底顆粒。在一種多功能的三維附著力測試平臺(tái)上對附著系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試。通過實(shí)驗(yàn)獲得了附著系統(tǒng)在大顆粒的基底上的極限附著力,并計(jì)算了相應(yīng)的附著破裂能耗。基于這些結(jié)果討論分析了鉤爪和黏附墊之間的協(xié)同作用以及基底尺寸對附著系統(tǒng)的極限附著力和附著破裂能的影響。鉤爪與兼具鉤爪和黏附墊的附著系統(tǒng)的附著性能隨著基底尺寸的增加而減弱,而黏附墊的附著性能則隨基底顆粒尺寸的增加而增加;顆粒尺寸相對較小時(shí),鉤爪與顆粒之間的接觸摩擦作用提供主要的附著力;顆粒尺寸相對較大時(shí),黏附墊提供了主要的附著力。黏附墊的法向黏附力大大的增加了鉤爪的切向摩擦力,而這個(gè)切向力反過來強(qiáng)化了黏附墊的抗剪切性能,這種協(xié)同作用大大的擴(kuò)展了附著系統(tǒng)的基底顆粒尺度適應(yīng)范圍。最后我們建立了三維的鉤爪和黏附墊的協(xié)同作用力學(xué)模型,并討論了其他鉤爪參數(shù)對昆蟲附著性能及其協(xié)同作的影響。
【關(guān)鍵詞】：昆蟲 鉤爪 黏附墊 附著性能 協(xié)同作用
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q811
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11-13
• 1.2 本文研究的內(nèi)容13-18
• 1.2.1 研究的目的和意義13-14
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 本文的主要工作16-18
• 第二章 附著系統(tǒng)的附著力學(xué)行為測試18-28
• 2.1 附著系統(tǒng)和基底19-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)用的附著系統(tǒng)20-22
• 2.1.2 大尺寸基底顆粒22-23
• 2.2 附著力學(xué)測試23-26
• 2.2.1 力學(xué)測試系統(tǒng)24
• 2.2.2 力學(xué)測試24-26
• 2.3 數(shù)據(jù)處理26-27
• 2.3.1 數(shù)據(jù)篩選26
• 2.3.2 結(jié)果處理26-27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 第三章 附著系統(tǒng)的附著性能28-42
• 3.1 鉤爪的附著性能28-32
• 3.1.1 鉤爪和基底材料的摩擦系數(shù)28-29
• 3.1.2 鉤爪在球基底上的附著性能29-32
• 3.2 兼具鉤爪和黏附墊的附著系統(tǒng)的附著性能32-35
• 3.3 黏附墊在球基底上的黏附性能35-37
• 3.4 基底顆粒尺寸對附著性能的影響37-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第四章 昆蟲鉤爪和黏附墊的協(xié)同作用42-51
• 4.1 昆蟲鉤爪與黏附墊的協(xié)同作用42-44
• 4.2 昆蟲鉤爪和黏附墊的協(xié)同作用模型44-48
• 4.3 對稱鉤爪對昆蟲附著的作用48-50
• 4.4 小結(jié)50-51
• 第五章 總結(jié)和展望51-53
• 5.1 總結(jié)51-52
• 5.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)52
• 5.3 本文的不足和展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 致謝57-58
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58

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