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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
节能减排是当今时尚的话题，环保低碳是人类追求的目标。对于流体工程表面，存在着大量无谓的摩擦损耗，不但浪费了巨大的能量，而且还会破坏表面的其他功能。因此，如何有效地减小流体表面的摩擦阻力已成为目前亟待解决的题目，而仿生和生物制造技术为我们提供了新的思路和方法。本文以节能减排为目的，以国家重大需求为导向，以连续大面积仿生减阻表面的制造为切入点，最终将仿生减阻技术应用到实际工程领域，并取得了良好的减阻节能效果。本文介绍了涂层技术、表面形貌微成形技术和仿生及生物加工制造技术的研究现状及其在流体表面工程上的应用，针对各技术的特点和局限性，进行交叉融合利用，实现优势互补，从而最终达到节能减排的目的。以热固性环氧树脂材料为研究对象，针对传统微压印技术的局限性，将该技术体系进行改进和扩充，创新性地提出了瞬时微压印工艺。在环氧树脂固化成形过程中，分析研究其塑性变形规律和固化动力学行为，并进行试验验证，对工艺参数进行设计，得出了不同固化条件下适宜进行瞬时微压印的塑性变形最佳时机带，并对工艺的成形效果、定形精度等进行分析和研究。该工艺将传统微压印技术所需的定形保持时间缩短为聚合物材料填充模具空腔的时间，大大提高了加工效率，为微成形技术在实际工程上的应用提供了重要的理论依据和实验基础，具有重要的现实意义。在瞬时微压印技术的基础上，本文提出了环氧树脂涂层固化前滚压微成形工艺，刚性接触能够在平面上高效率、高质量地实现连续大面积仿生减阻表面的加工成形制造。但对实际管道滚压系统而言，由于存在着圆度、直线度、挠度变形等一系列误差，刚性接触必然存在间隙，因此会导致滚压工艺的失败。为此，本文在理论计算和实验分析的基础上，创新性地提出了具有仿生减阻表面加工能力的“外硬内软”柔性轮的制造工艺，并针对实际管道设计了滚压成形系统，其能够消除一系列误差对微成形工艺的影响，实现了大面积仿生减阻表面的加工，并最终完成了仿生减阻管道的制造。管道仿生涂层的减阻性能测试是本文研究的重要内容，也是对仿生减阻微成形工艺的客观评价。根据天然气输送的实际情况，对仿生减阻形貌尺寸进行设计，并完成仿真分析。在此基础上，对管道风洞阻力测试系统进行设计和构建，测试结果表明：以空气为流动介质时，仿生减阻管道与光滑涂层内壁管道相比，具有最大8.28%的减阻效率。为了验证实际工程效果，本文首次将仿生减阻管道应用于实际天然气输送管线中，并进行阻力性能测试，结果表明：在实际天然气输送条件下，仿生减阻管道与光滑涂层内壁管道相比，最大可以实现8.67%的减阻效率。仿生减阻技术在实地天然气管道输送中的应用取得了巨大成功，这必将为我国“十二五”计划的减阻节能事业做出重要贡献。大量理论分析和实验表明：逼真鲨鱼皮表面与简化仿生表面相比具有高减阻效率、宽减阻速度范围等一系列优势，为此本文创新性地提出逼真鲨鱼皮表面滚压成形制造工艺。采用高精密扫描手段对鲨鱼皮生物鳞片进行分析，深入地研究了逼真鲨鱼皮的减阻机理，并着重分析了鲨鱼鳞片倾角对减阻效率的影响。在此基础上，根据鲨鱼皮鳞片的结构特点，通过消除鳞片背面楔角的方法拓展了滚压微成形技术体系，将生物复制和滚压微成形工艺有机结合，实现了逼真鲨鱼皮表面的滚压成形制造，并在水洞中进行阻力性能测试，取得了良好的减阻效果，从而为逼真鲨鱼皮表面的实际工程应用奠定了基础。涂层表面连续大面积仿生减阻形貌成形技术不仅丰富和拓展了生物加工的理论和技术体系，也为仿生减阻表面制造领域的创新与发展提供了有益探索。本文的研究工作对仿生减阻技术在流体表面工程中的应用具有重要的借鉴意义。 |
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发表于 2022-5-23 14:26:31
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