水黾多腿并排表面的疏水性能

通过体视显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对水黾腿表面的形态、结构和成分进行了定性定量研究,采用视频光学接触角测量仪以及Cassie模型对水黾多腿并排的表面润湿性能进行了测量与分析.结果表明,水黾腿表面均匀分布有刚毛,刚毛表面有螺旋状沟壑;水黾多腿并排后的表面接触角达(152.9±1.0)°,表明该表面具有超疏水性;Cassie模型计算结果表明,水黾多腿并排后的超疏水性是其腿部表面有机物质和表面微观结构耦合作用的结果,并排测量方式对其影响较小.

德国牧羊犬的关节角及其地反力

利用VICON MX三维动作捕捉系统测定了德国牧羊犬水平面小跑和行走时前后肢关节角度的变化,并结合KISTLER测力台对德国牧羊犬地反力进行了测定。实验结果表明:在水平面上,随着速度增大,前后肢关节角变化范围增大,前肢肩关节角及肘关节角变化范围分别由28.6°和57.3°增大到31.5°和65.2°,腕关节角变化范围则由128.2°减小到112.5°;后肢各关节角变化范围均有所增加。由地反力测定可知,犬前肢制动时间占整个前肢触地时间的(55.8±3.4)%,前肢推进时间占整个前肢触地时间的(44.2±3.4)%,后肢制动时间占整个后肢触地时间的(32.4±3.3)%,后肢推进时间占整个后肢触地时间的(67.6±3.3)%。本文还从运动学和动力学角度对德国牧羊犬关节角度及地反力变化机理进行了分析。

不同生育期补灌对覆膜马铃薯土壤水及水分利用效率的影响

以马铃薯为试验材料,研究了不同生育期补灌对马铃薯土壤水及水分利用效率的影响。试验共设计5种处理模式(T1、T2、T3、T4、T5):T1平地种植,全生育期不灌水;T2到T5处理为沟垄覆膜栽培模式,补灌时间依次为播种期、苗期、发棵期和薯块膨大期。试验结果表明,T4和T5处理中40～80cm剖面段的水分消耗显著,分别为25.6mm和27.4mm;从产量及其构成来看,T4处理的产量为24 984kg/hm2,其大薯和中薯的产量为14 490.7kg/hm2,商品率最高;从水分利用效率和灌溉水利用效率来看,T4和T5处理最优。总体而言,在发棵期实施补灌的T4处理是一种能有效节水增产的限额补灌模式。

小型水平轴风力机叶片仿生设计

为了提高风力机叶片性能,基于家燕翅膀翼型良好的气动特性进行了风力机叶片的仿生设计。采用计算流体动力学,对仿家燕翼型和标准叶片翼型的性能进行模拟和对比,结果表明,仿家燕翼型具有较高升力系数和升阻比。基于家燕翼型进行100 W风力机叶片的仿生设计,并对标准100 W风力机叶片和仿生设计叶片进行数值模拟和风力机效率实验。结果表明:相比于标准叶片,仿家燕风力机叶片展向位置翼型上下表面压力差有较大提高,能有效提高风力机叶片效率,效率比标准叶片提高25%以上。

《试验设计》课程实践性教学改革探索

《试验设计》课程是培养学生在毕业论文和其他实践环节进行试验方案设计及实施的一门"工具课程",具有较强的理论性和实践性。传统的教学只重视理论知识的传授,忽视了学生分析问题和解决问题能力的培养。通过教学与实践相结合,激发了学生的学习兴趣,加深了对课程内容的理解和掌握,培养了学生应用该技术从事实践活动的能力。

广义试验设计方法在试验设计课程教学中的实践

广义试验是实物试验与非实物试验的总称,它从根本上突破了实物试验成本高、人力物力消耗大等特点。本文主要对试验设计课程中存在的问题、广义试验设计的定义、特点及其在试验设计教学中的实践进行阐述,目的是让学生充分认识广义试验设计,使试验设计作为通用技术的通用性更强、应用范围更广。广义试验设计在教学中的实践扩展了传统试验设计的教学方法,极大的调动了学生的学习热情。

城市防洪排涝对策研究

随着我国城市化进程的加快,城市防洪排涝和生态环境成为城市安全发展的重要保障。在人水和谐思想的指导下,将城市防洪和城市建设统一规划,为城市持续健康发展创造条件。在分析当前城市防洪排涝现状的基础上,城市防洪排涝应从单一防灾减灾转变为保护城市安全与改善城市环境并重的综合治理过程,把防洪工程措施与水环境、社会环境、生态环境结合起来,建设人水和谐的城市。

《试验设计》实验课改革的探索

《试验设计》是一门重要的工具课程,具有较强的理论性与实践性。本文从《试验设计》课程的实践性出发,提出了该课程实验课教学的建设方案,指导学生将《试验设计》课程的理论知识与实践相结合,增强学生的试验设计意识和工程实践能力。

具有仿生条纹结构的内燃机活塞疲劳特性回归分析

活塞不仅是内燃机的主要运动部件而且工作环境最为恶劣。该文通过对活塞形态的改进,来提高活塞减磨、降阻的效用,以延长活塞的疲劳寿命。首先针对内燃机实际工况确定机械和热边界条件,然后对活塞进行热-机耦合仿真分析,观察其应力、应变和变形情况。受到与内燃机活塞运动情况接近的土壤动物蚯蚓的减阻、耐磨体表结构的启发,根据受试活塞外形尺寸,将宏观形态的仿生条纹和通孔设计加工在活塞裙部表面,以达到减磨、散热、提高活塞疲劳寿命的目的。活塞热-机耦合分析结果表明其整体受力为不均匀分布,基于此该文改进研究了变尺寸排布的仿生条纹深度、宽度、列间距。采用三水平三因素正交表制定9种仿生活塞试验方案,采用部分正交多项式回归设计对仿生活塞热-机耦合分析和疲劳寿命预测结果进行对比并优化仿生结构。选取3个最优活塞和标准活塞进行台架试验。最终发现仿生活塞比标准活塞疲劳寿命平均提高了8.8%,磨损量平均减小了90%,顶部温度平均降低了5%。该研究为活塞形态优化改进和延长内燃机整机疲劳寿命提供了参考。

基于贝壳表面形态的内燃机活塞仿生设计

内燃机活塞-缸套系统摩擦减小对节能减排产生巨大影响。以LX-2V型汽车内燃机为试验母体。将贝壳表面的减阻、耐磨条纹形态应用于内燃机中的主要摩擦副—活塞裙部上。制定三水平三因素正交实验方案。在裙部最恶劣工况下,对标准活塞和9个仿生活塞模型进行有限元接触分析,得出三个最典型试验指标,并将其对比研究。采用极差分析法进行试验优化设计。最后,选取标准活塞、最优性能仿生活塞、最优组合活塞,进行内燃机耐久性台架试验。结果表明:仿生活塞在卸载活塞回油孔集中应力和减阻、耐磨性能均高于标准活塞;仿生活塞平均磨损量较标准活塞减小了42.9%;仿生活塞平均气缸压力变化率较标准活塞平稳性提高了50.2%。

仿生活塞疲劳寿命预测与回归设计

针对发动机活塞缸套系统的摩擦损失占发动机机械总功耗的50%的问题,基于贝壳体表条纹形凸脊结构的耐磨损特性,对发动机活塞在气缸内往复运动过程中裙部与缸壁产生周期性碰撞导致的磨损进行了仿生研究。将贝壳体表的结构形态以垂直竖状条纹形式沿活塞轴向贯穿设计于裙部,可起到减磨、卸载集中应力、提高疲劳寿命的效果。通过对标准和仿生活塞进行热-机耦合有限单元分析,得出了活塞各个部位的应力应变情况,根据曼森和科芬准则得出了仿生活塞各部位疲劳寿命,并对疲劳寿命进行部分正交多项式回归设计,找出了试验水平、因素与疲劳寿命的内在规律。选取最优仿生活塞和标准活塞进行了台架试验和机理分析,发现这种贯穿于裙部的活塞轴向的浅窄大间距条纹可提高活塞疲劳寿命,条纹深度对活塞各个部位的疲劳寿命影响最大,仿生活塞磨损量比标准活塞平均减小41.4%,温度平均降低7%。该结果可为发动机设计和耐磨损研究提供参考。

岩石单轴抗压强度换算公式适用条件分析

为了系统研究岩石抗压强度的尺寸效应,在黄河古贤水利枢纽工程坝轴线处钻取直径为100 cm、高度为20～60cm的大口径岩心,通过矿物鉴定得知此处岩基均为沉积岩,主要分钙质泥岩、砂岩、长石砂岩、粉砂岩四类,根据研究目的,加工5×5 cm、5×10 cm、10×10 cm、20×20 cm四种类型的圆柱体试样,进行单轴抗压强度试验。试验结果表明:在对试验数据进行整理时,《水利水电工程岩石试验规程》推荐的单轴抗压强度换算公式并不适用于任意高径比的岩心,仅适用于直径为5 cm的试件,对于其他非标准试件,应根据实际情况对修正系数进行必要的调整。

《试验设计》课程教学改革的内容与方法

随着社会的发展和学科的进步,新理论、新技术和新方法不断涌现,为提高高等教育教学的质量,这就需要高等教育课程在教学过程中不断进行改革,紧跟学科发展前沿,与时俱进。文中从《试验设计》课程目前存在的问题出发,通过分析现有问题,根据本课程的特点,从教学内容、教学方法、教学手段和教学结构四个方面提出了相应的教学改革方法。

基于逆向工程的水黾腹部建模及特征分析

采用三维激光扫描系统对水黾腹部进行扫描,获取其腹部表面三维点云图;利用Imageware软件对点云图等距截取,提取腹部6个节段共7条截断线数据,并采用最小二乘法进行数据拟合,得到水黾腹部表面轮廓线,实现水黾腹部生物模型向数学模型的转化;基于水黾腹部数学模型,进行腹部曲面重构。分析水黾腹部表面几何特征,研究表明水黾腹部的独特几何外形有助于水黾在复杂环境中减少负重,获得升力和前进动力。

摆动类推拿(法)的生物力学模型分析

通过建立摆动类推拿(法)多刚体生物力学模型,对摆动类推拿(法)操作过程中各主要部位进行运动学和动力学分析。应用螺旋CT扫描成像方法对推拿实施者进行上肢的CT扫描,采用Mimics软件从断层影像数据中构建上肢的三维模型,并进行实体重建。分析各部分的运动和受力情况。最后得出建立摆动类推拿(法)的生物力学模型可对中医法操作过程中上肢的运动和受力进行较好的定量分析的结论。

《试验优化设计》课程教学改革的思考

通过分析《试验优化设计》课程在吉林大学的教学现状,发现本门课程在教学上存在授课系统性不足、例题的专业针对性弱、例题库不完善等三方面问题。针对以上问题,文中提出从授课方式和考查方式入手对本门课程进行教学改革,具体分为教学内容系统化、例题讲解动画化、例题库专业化和考查方式全面化四个方面。希望通过全面、立体的教学方式,让学生充分领略本门课程的精髓,达到在实践中灵活应用的教学目的。同时,经过分析可知,本改革方法切实可行,并适合推广使用。

《试验优化设计》教学改革——实验课

本文从《试验优化设计》教学过程的现存问题出发,提出了以开设实验课来帮助学生学习本门课程的教学改革方法,并详细论述了开设实验课的具体方式,同时对开设实验课这一举措的现实意义及可行性进行了分析,最终得出了一套具体的、可行的、能够有效地帮助学生学好《试验优化设计》课程的实验课开设方案。

面向多学科交叉的研究生课程题库建设

课程考试是进行教育测量与评价的重要手段。随着研究生教育改革与深化,教考分离成为教育测量与评价改革的关键。根据学院研究生课程多、覆盖面广、交叉性强等特点,进行面向多学科交叉的研究生题库建设。

仿山羊蹄匣孔结构的减振单元设计及优化

针对机械领域和汽车行驶的振动问题,对具有优异减振特性的山羊蹄匣进行观测与分析,设计并优化一种仿山羊蹄匣的减振单元。应用体视显微镜和扫描电子显微镜,对山羊蹄匣切片孔结构进行观测,发现山羊蹄匣内分布有倾斜角为55°的斜孔。设计与制造仿生减振单元和浇铸模具,并搭建减振性能测试系统,采用试验优化设计方法,以固有频率和最大传递比为试验指标,对仿生减振单元与无孔对比样件的减振性能进行测试。结果表明:仿山羊蹄匣孔结构的减振单元与无孔样件相比,固有频率和振动传递比更小,减振频域更大,具有更好的减振效果,且压力块的质量为760g、孔倾斜的角度为30°时,仿生减振单元固有频率最小,在激励电压为4V时,振动传递比更小,减振效果最佳。

钢筋混凝土构件的界面元分析

概述了钢筋混凝土结构的有限元模型,针对有限元法模拟钢筋和混凝土两种介质交界面上不协调位移的不足之处,引入界面应力元法,简述了界面应力元法的基本原理,提出了钢筋混凝土结构的界面应力元模型,并通过算例验证界面元法分析的正确性。