| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 本文研究的背景和意义 | 第14-16页 |
| 1.2 功能仿生与耦合仿生 | 第16-22页 |
| 1.2.1 仿生学 | 第16-17页 |
| 1.2.2 功能仿生 | 第17-21页 |
| 1.2.3 耦合仿生 | 第21-22页 |
| 1.3 冲蚀磨损研究进展 | 第22-25页 |
| 1.3.1 表面改性 | 第22页 |
| 1.3.2 Ti-Ni合金 | 第22-23页 |
| 1.3.3 聚合物 | 第23-24页 |
| 1.3.4 涂层技术 | 第24页 |
| 1.3.5 数值模拟 | 第24-25页 |
| 1.3.6 仿生抗冲蚀 | 第25页 |
| 1.4 冲蚀磨损研究的相关模型 | 第25-31页 |
| 1.4.1 冲蚀磨损的理论模型 | 第25-27页 |
| 1.4.2 冲蚀磨损的数值计算模型 | 第27-28页 |
| 1.4.3 冲蚀磨损的仿生模型 | 第28-31页 |
| 1.5 本论文研究的主要内容 | 第31-34页 |
| 第2章 沙漠蝎子(HottentottaBirula)的抗冲蚀特性研究及耦合仿生抗冲蚀模型建立 | 第34-42页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 蝎子的生物学特性 | 第34-35页 |
| 2.2.1 蝎子的分布及种类 | 第34页 |
| 2.2.2 沙漠蝎子(Hottentotta Birula)的生物学特性 | 第34-35页 |
| 2.3 表面形态样品制备及分析 | 第35-38页 |
| 2.3.1 试验设备 | 第35-36页 |
| 2.3.2 样品制备及体表形态分析 | 第36-38页 |
| 2.4 耦合仿生抗冲蚀模型的建立 | 第38-40页 |
| 2.4.1 仿生表面形态抗冲蚀模型 | 第38-39页 |
| 2.4.2 柔性与形态耦合仿生抗冲蚀模型 | 第39-40页 |
| 2.5 本章小结 | 第40-42页 |
| 第3章 仿生形态表面抗冲蚀磨损试验研究 | 第42-58页 |
| 3.1 引言 | 第42页 |
| 3.2 试验方案的确定 | 第42-43页 |
| 3.2.1 试验因素 | 第42页 |
| 3.2.2 试验水平 | 第42-43页 |
| 3.2.3 方案的编排 | 第43页 |
| 3.3 材料抗冲蚀性的测定方法 | 第43页 |
| 3.4 试验设备及仪器 | 第43-48页 |
| 3.4.1 数控超声波清洗器 | 第43-44页 |
| 3.4.2 冲蚀磨损试验系统的设计 | 第44-48页 |
| 3.4.3 电子天平 | 第48页 |
| 3.4.4 扫描电子显微镜与离子溅射仪 | 第48页 |
| 3.5 冲蚀物粒的选取与仿生形态表面冲蚀样件的制备 | 第48-51页 |
| 3.5.1 冲蚀物粒的选取 | 第48-49页 |
| 3.5.2 仿生形态表面冲蚀样件的制备 | 第49-51页 |
| 3.6 冲蚀试验过程 | 第51页 |
| 3.7 仿生表面模型样件冲蚀磨损试验结果与分析 | 第51-56页 |
| 3.7.1 冲蚀样品表面形貌分析 | 第51-53页 |
| 3.7.2 失重分析 | 第53-54页 |
| 3.7.3 交试验结果分析 | 第54-56页 |
| 3.8 本章小结 | 第56-58页 |
| 第4章 柔性与形态耦合仿生样件抗冲蚀磨损试验研究 | 第58-70页 |
| 4.1 引言 | 第58页 |
| 4.2 柔性与形态耦合仿生抗冲蚀样件的设计 | 第58-59页 |
| 4.3 柔性与形态耦合仿生抗冲蚀样件的制备 | 第59-62页 |
| 4.3.1 FDM硬件系统 | 第59-60页 |
| 4.3.2 快速成型的数据处理软件 | 第60-61页 |
| 4.3.3 柔性与形态耦合仿生样件顶层表面形态的快速成型制备 | 第61-62页 |
| 4.4 柔性与形态耦合仿生样件抗冲蚀试验 | 第62-64页 |
| 4.4.1 方案的确定 | 第62-63页 |
| 4.4.2 试验过程 | 第63-64页 |
| 4.5 试验结果与分析 | 第64-68页 |
| 4.5.1 冲蚀形貌分析 | 第64-65页 |
| 4.5.2 多元线性回归分析 | 第65-67页 |
| 4.5.3 对比试验结果分析 | 第67-68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-70页 |
| 第5章 冲蚀磨损的影响因素和机理研究 | 第70-80页 |
| 5.1 引言 | 第70页 |
| 5.2 冲蚀磨损的影响因素 | 第70-74页 |
| 5.2.1 冲蚀角对冲蚀率的影响 | 第70-72页 |
| 5.2.2 冲蚀速度对冲蚀率的影响 | 第72-73页 |
| 5.2.3 冲蚀时间对冲蚀率的影响 | 第73页 |
| 5.2.4 环境温度对冲蚀率的影响 | 第73页 |
| 5.2.5 磨粒性能对冲蚀率的影响 | 第73-74页 |
| 5.3 冲蚀磨损的机理研究 | 第74-79页 |
| 5.3.1 塑性材料的冲蚀机理 | 第74-75页 |
| 5.3.2 仿生形态表面塑性材料的抗冲蚀机理 | 第75-76页 |
| 5.3.3 弹性体和橡胶类材料的抗冲蚀机理 | 第76页 |
| 5.3.4 沙漠蝎子体表形态与柔性生物耦合的抗冲蚀机理 | 第76-77页 |
| 5.3.5 柔性与形态耦合仿生样件的抗冲蚀机理 | 第77-79页 |
| 5.4 本章小结 | 第79-80页 |
| 第6章 基于ANSYS/LS-DYNA的冲蚀磨损过程分析 | 第80-98页 |
| 6.1 引言 | 第80页 |
| 6.2 利用ANSYS/LS-DYNA软件分析冲蚀磨损过程中的相关技术问题 | 第80-85页 |
| 6.2.1 建立模型 | 第80页 |
| 6.2.2 设置单元类型 | 第80-81页 |
| 6.2.3 定义材料模型 | 第81-83页 |
| 6.2.4 划分网格 | 第83页 |
| 6.2.5 定义接触 | 第83-85页 |
| 6.2.6 定义加载、约束和初始速度 | 第85页 |
| 6.2.7 求解设置 | 第85页 |
| 6.2.8 检查结果 | 第85页 |
| 6.3 凹槽形仿生形态表面样件冲蚀磨损三维有限元分析 | 第85-88页 |
| 6.3.1 样件冲蚀磨损模型的建立 | 第86页 |
| 6.3.2 样件冲蚀磨损边界条件与加载设置 | 第86-88页 |
| 6.3.3 样件冲蚀磨损计算结果 | 第88页 |
| 6.4 凹坑形仿生表面样件冲蚀磨损三维有限元分析 | 第88-90页 |
| 6.4.1 样件冲蚀磨损模型的建立 | 第88-89页 |
| 6.4.2 样件冲蚀磨损计算结果 | 第89-90页 |
| 6.5 圆环形仿生形态表面样件冲蚀磨损三维有限元分析 | 第90-91页 |
| 6.5.1 样件冲蚀磨损模型的建立 | 第90页 |
| 6.5.2 样件冲蚀磨损计算结果 | 第90-91页 |
| 6.6 三种仿生形态表面样件冲蚀磨损结果对比与分析 | 第91-93页 |
| 6.7 耦合仿生样件冲蚀磨损三维有限元分析 | 第93-96页 |
| 6.7.1 样件冲蚀磨损模型的建立 | 第93-94页 |
| 6.7.2 样件冲蚀磨损计算结果与分析 | 第94-96页 |
| 6.8 本章小结 | 第96-98页 |
| 第7章 基于FLUENT的气/固混合介质冲蚀过程数值模拟 | 第98-116页 |
| 7.1 引言 | 第98页 |
| 7.2 CFD理论建模 | 第98-101页 |
| 7.2.1 CFD发展历程 | 第98页 |
| 7.2.2 CFD软件选择 | 第98-99页 |
| 7.2.3 雷诺平均法的控制方程 | 第99-100页 |
| 7.2.4 湍流模型选择 | 第100页 |
| 7.2.5 基于有限体积法的控制方程离散 | 第100-101页 |
| 7.2.6 流场数值解法的选择 | 第101页 |
| 7.3 多种仿生形态表面轴流风机叶片气/固冲蚀数值模拟 | 第101-107页 |
| 7.3.1 凹槽形叶片模拟 | 第101-103页 |
| 7.3.2 凹坑形叶片模拟 | 第103-104页 |
| 7.3.3 凸包形叶片模拟 | 第104-106页 |
| 7.3.4 光滑表面模拟 | 第106-107页 |
| 7.4 几种仿生形态表面离心风机叶片气/固冲蚀数值模拟 | 第107-109页 |
| 7.5 模拟结果分析 | 第109-114页 |
| 7.5.1 光滑表面和三种仿生形态表面轴流风机叶片模拟结果 | 第109-110页 |
| 7.5.2 光滑表面和三种仿生形态表面轴流风机叶片模拟结果分析 | 第110-112页 |
| 7.5.3 三种不同间距凹槽形离心风机叶片模拟结果 | 第112-114页 |
| 7.6 本章小结 | 第114-116页 |
| 第8章 总结与研究展望 | 第116-120页 |
| 8.1 全文总结 | 第116-118页 |
| 8.2 主要创新点 | 第118页 |
| 8.3 研究展望 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-134页 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第134-135页 |
| 附录2 攻读博士学位期间主持的科研项目 | 第135页 |
| 附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第135页 |
| 附录4 攻读博士学位期间获得的荣誉和奖励 | 第135-136页 |
| 致谢 | 第136-138页 |
| 导师及作者简介 | 第138-139页 |
