在光電、電子、能源、機(jī)械、航空等眾多工程領(lǐng)域,摩擦是表/界面接觸的基本行為。由摩擦引起的磨損、溫升、粘著和能耗等問(wèn)題,對(duì)當(dāng)今世界范圍內(nèi)的能源、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面有著巨大影響。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),單磨損這一項(xiàng)每年給人類帶來(lái)的損失就達(dá)到了上千億美元。解決好行業(yè)內(nèi)普遍存在的摩擦磨損問(wèn)題,對(duì)當(dāng)今世界范圍內(nèi)的能源、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)都有著十分重大的意義。目前,由于種種原因,行業(yè)內(nèi)解決這一問(wèn)題的方法尚未取得很好的效果。尋找一種優(yōu)良的抗磨新原理和新工藝已成為機(jī)械材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以直翅目昆蟲螽斯為研究對(duì)象,利用掃描電鏡、體視顯微鏡和超景深顯微鏡對(duì)其表面形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試分析;利用紅外光譜及X射線能譜研究了其化學(xué)成分和元素含量;利用納米壓痕儀測(cè)試了其力學(xué)性能;利用微觀摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試了其摩擦學(xué)性能。此外,利用有限元分析技術(shù)對(duì)螽斯翅膀和腿關(guān)節(jié)摩擦過(guò)程進(jìn)行了仿真分析。主要結(jié)論如下:（1）通過(guò)對(duì)螽斯翅膀以及后腿關(guān)節(jié)的宏觀形貌及微觀結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),翅膀音挫位于左翅腹面上部,由幾十個(gè)音齒依次排列組成,音齒截面為非對(duì)稱鋸齒狀結(jié)構(gòu);撥片位于右翅背面左上部邊緣,黑色具有光澤,并具有螺旋狀紋理結(jié)構(gòu)。脛骨... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 生物摩擦學(xué)的研究
    1.3 生物耐磨材料的研究
    1.4 選擇昆蟲為研究對(duì)象的原因
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 螽斯翅膀及腿關(guān)節(jié)生物學(xué)特性研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)樣本、儀器及方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)樣本
        2.2.2 表面形貌表征實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法
        2.2.3 微觀結(jié)構(gòu)表征實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法
        2.2.4 化學(xué)成分測(cè)試設(shè)備與方法
        2.2.5 元素含量測(cè)試設(shè)備與方法
    2.3 螽斯翅膀摩擦部位生物學(xué)特性分析
        2.3.1 螽斯翅膀表面形態(tài)分析
        2.3.2 螽斯翅膀微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 螽斯翅膀材料成分分析
    2.4 螽斯腿關(guān)節(jié)生物學(xué)特性分析
        2.4.1 螽斯腿關(guān)節(jié)表面形貌分析
        2.4.2 螽斯腿關(guān)節(jié)微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.4.3 螽斯腿關(guān)節(jié)材料成分分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 螽斯翅膀及腿關(guān)節(jié)納米力學(xué)性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 納米壓痕測(cè)試技術(shù)與連續(xù)剛度法概述
        3.3.1 納米壓痕測(cè)試技術(shù)概述
        3.3.2 連續(xù)剛度法概述
    3.4 納米壓痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.4.1 螽斯翅膀納米力學(xué)測(cè)試結(jié)果與分析
        3.4.2 螽斯腿關(guān)節(jié)納米力學(xué)測(cè)試結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 螽斯翅膀摩擦學(xué)性能研究與仿真分析
    4.1 引言
    4.2 螽斯翅膀摩擦學(xué)性能分析實(shí)驗(yàn)方案
    4.3 螽斯翅膀摩擦學(xué)性能分析
    4.4 螽斯翅膀摩擦仿真
        4.4.1 有限元分析流程
        4.4.2 螽斯翅膀有限元建模
        4.4.3 螽斯翅膀摩擦有限元分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 螽斯腿關(guān)節(jié)摩擦學(xué)性能研究與仿真分析
    5.1 引言
    5.2 螽斯腿關(guān)節(jié)摩擦學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)方案
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)夾具
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)確定
        5.2.4 實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 螽斯腿關(guān)節(jié)摩擦學(xué)性能分析
        5.3.1 脛骨-股骨摩擦副摩擦曲線分析
        5.3.2 加載力和摩擦速度對(duì)脛骨-股骨摩擦副的影響
        5.3.3 潤(rùn)滑劑對(duì)脛骨-股骨摩擦副摩擦學(xué)特性的影響
        5.3.4 摩擦實(shí)驗(yàn)前后磨損情況分析
        5.3.5 表面紋理以及斷面結(jié)構(gòu)分析
    5.4 螽斯腿關(guān)節(jié)摩擦仿真
        5.4.1 有限元分析流程
        5.4.2 螽斯腿關(guān)節(jié)有限元建模
        5.4.3 腿關(guān)節(jié)摩擦有限元分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要工作及結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]蜻蜓翅膀功能特性及其仿生研究進(jìn)展[J]. 任露泉,李秀娟.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2013(04)
[2]生物摩擦學(xué)與仿生摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 解芳,張林先,劉佐民.  南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[3]天然與人工關(guān)節(jié)中的摩擦學(xué)問(wèn)題[J]. 王成燾.  醫(yī)用生物力學(xué). 2009(05)
[4]工程仿生應(yīng)用與生物減粘脫附機(jī)理研究[J]. 米小娟.  九江學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(03)
[5]關(guān)于我國(guó)生物摩擦學(xué)研究的思考[J]. 周仲榮.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(05)
[6]天然牙及幾種牙科修復(fù)材料的摩擦磨損性能比較研究[J]. 黎紅,周仲榮,張杰,陳光雄.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
[7]納米壓痕技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 高鵬,陶敏中,袁哲俊,姚英學(xué).  中國(guó)機(jī)械工程. 1996(05)
[8]幾何非光滑典型生物體表防粘特性的研究[J]. 任露泉,叢茜,陳秉聰,吳連奎,李安琪,景德璋.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 1992(02)
[9]蚯蚓體表電位的測(cè)定及其與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系[J]. 孫久榮,孫博寧,韋建恒,楊瑞芳,任露泉,叢茜,吳連奎,陳秉聰.  吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1991(04)

博士論文
[1]典型生物摩擦學(xué)結(jié)構(gòu)及仿生[D]. 陳東輝.吉林大學(xué) 2007
[2]新型醫(yī)用高強(qiáng)低彈鈦合金研究[D]. 黃利軍.北京航空材料研究院 2006
[3]哺乳動(dòng)物角蛋白材料力學(xué)及摩擦學(xué)行為研究[D]. 郭穎杰.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]食肉植物豬籠草的減摩機(jī)理研究及仿生制備[D]. 黃鉅斌.吉林大學(xué) 2018
[2]兩種生物醫(yī)用鈦合金的納米力學(xué)性能及腐蝕與磨損行為研究[D]. 盧盼娜.太原理工大學(xué) 2016
[3]45#鋼表面超疏水薄膜的制備及其摩擦學(xué)性能的研究[D]. 董志偉.青島理工大學(xué) 2013
[4]幾種蝗蟲跳躍行為研究及其跳躍足生物材料力學(xué)分析[D]. 盧鑫.吉林大學(xué) 2013
[5]鯉魚鱗片表面特性和泥鰍體表粘液潤(rùn)滑性能[D]. 高聚瓊.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3160892