仿生弯曲形切削工具切削性能的二维有限元分析

自然界中的某些动物在长期的土壤环境生活过程中,其爪趾经过亿万年的进化,逐步形成了具有特定曲率的几何形状,表现出优良的减粘脱土减阻功能。这为改进切削工具几何形状,乃至优化其在切削过程中的力学性能提供了仿生研究的基础。观测了田鼠爪趾几何形态特征,分析了其轮廓线的曲率变化规律。在此基础上,引入纵深比的概念,采用二维有限元法分析了田鼠爪趾与土壤的相互作用过程,探讨了该种爪趾切削力学性能优越性的基本规律和原因,为切削部件的仿生优化设计提供了可靠的生物力学信息。