沙漠蜥蜴耐冲蚀磨损耦合特性的研究

论文摘要

本文以生物耦合理论为基础,以典型沙漠生物——新疆岩蜥（Laudakin stoliczkana）、变色沙蜥（Phrynocephalus versicolor）为研究对象,分析典型沙漠生物耐冲蚀磨损部位的体表形貌、多层结构与构成材料,研究其为实现特定功能所采取的耦合形式,揭示典型沙漠生物耐冲蚀磨损体表的耐磨生物耦合机制。本文从生物耦合理论出发,利用德国Carl zeiss Ste REO Discovery V12型体视显微电脑图像分析系统、日本JEOL JXA-840型扫描电子显微镜、生物染色技术,对构成典型沙漠生物的体表耐冲蚀磨损耦合影响因素——体表宏观形貌、微观形态、体表多层结构、构成材料成分与组织等进行了较系统的对比分析,发现上述典型生物是由形态、结构、材料构成的三元耦合,分析了在受连续冲蚀磨损条件下耦合模型的受力与变形过程。本文在典型沙漠生物耐冲蚀磨损耦合机制分析基础上,设计了仿生耦合试样,在喷砂系统上进行了试验研究,结合体视显微镜结果探讨了耦元对于仿生耦合试样的耐冲蚀磨损性能的影响。本文为仿生学的基础研究,将生物耦合理论应用于典型沙漠生物体表的耐冲蚀磨损机制研究中,本文的研究工作对于提高耐冲蚀磨损性能的仿生耦合技术提供了生物学基础,为解决实际工程中的耐冲蚀磨损问题提供了新思路。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 仿生学概述
• 1.1.1 仿生学基础
• 1.1.2 仿生学研究内容
• 1.2 摩擦学概述
• 1.2.1 摩擦学基础
• 1.2.2 固体粒子冲蚀磨损作用机理
• 1.3 仿生非光滑耐磨理论
• 1.4 生物耦合
• 1.5 选题意义与主要研究内容
• 第二章 沙漠蜥蜴的生物学特性研究
• 2.1 爬行动物概述
• 2.1.1 爬行动物起源与分布
• 2.1.2 爬行动物生理特点
• 2.1.3 爬行动物分类
• 2.2 沙漠动物调查、采集、饲养
• 2.2.1 样品采集地特征
• 2.2.2 典型沙漠生物特征描述
• 2.2.3 沙漠蜥蜴生态分析
• 2.3 沙漠蜥蜴的生物学测量
• 2.3.1 试验沙漠蜥蜴饲养
• 2.3.2 生物学测量
• 2.4 本章小结
• 第三章 沙漠蜥蜴的体表耐冲蚀磨损耦合特性研究
• 3.1 试验内容
• 3.1.1 体视显微镜试验
• 3.1.2 扫描电子显微镜试验
• 3.1.3 体表结构染色试验
• 3.2 试验结果分析
• 3.2.1 体视显微镜图像分析
• 3.2.2 扫描电子显微镜分析
• 3.2.3 苏木精-伊红染色结果分析
• 3.3 沙漠蜥蜴体表生物耦合特性分析
• 3.3.1 新疆岩蜥体表耦合特性分析
• 3.3.2 变色沙蜥体表耦合特性分析
• 3.4 典型沙漠生物耦合模型建立
• 3.4.1 生物描述
• 3.4.2 问题分析
• 3.4.3 分析过程
• 3.4.4 两相流和力传递分析
• 3.4.5 模型建立
• 3.5 本章小结
• 第四章 沙漠蜥蜴三元仿生耦合耐冲蚀磨损试验研究
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料和设备
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.3 试验因素及水平确定
• 4.2 试验结果分析
• #钢试样组'>4.2.1 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）与45^#钢试样组
• #钢试样组'>4.2.2 LY12 铝合金和45^#钢试样组
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文及参与科研项目情况
• 摘要
• Abstract