目前石油机采仍以抽油泵为主要装置,而柱塞表面磨损是影响抽油泵工效及寿命的关键因素。现有技术存在成本高、效果不佳等问题,鉴于此,凭借仿生方法学低耗高效优势,基于生物体表非光滑耐磨减阻特性,设计并加工仿生织构柱塞试样,探究多工况往复式润滑摩擦性能。试验结果表明,仿生织构可降低约40%的摩擦阻力,提高了耐磨性能。随后,测定实际柱塞表面仿生织构加工前后漏失量,经对比未发现明显差异,保证了泵效。

大自然一直启发着人类在工业上的成就,仿生学越来越多地应用于流体驱动技术。对拥有流体驱动系统的生物相关研究进行了介绍,并总结了利用流体实现优美敏捷动作的机理。总结得出生物流体驱动系统的存在需要3个特征动力源、腔体和工作介质。其中动力源类似于液压泵,腔体类似于液压缸,工作介质类似于液压油。对生物流体驱动系统的深入研究和探索,可以为解决流体驱动系统使用面临的挑战提供参考;并探讨了流体驱动系统仿生应用与未来发展的新思路,促进使用生物启发的方法,改善工程流体驱动系统。

本文创新性的采用soildThinking套件，利用Inspire有限元技术和计算机优化技术，对车身外覆盖件进行了设计，并利用Evolve进行了车身造型设计渲染。

基于仿生学，设计了一种仿牛机械足，可应用于四足步行机器人。首先介绍了四足机器人的总体设计方案。然后根据牛足在泥地、软土地行走的功能特点，设计出仿牛机械足，运用Solidworks对仿牛机械足进行建模，分析仿牛足的功能，并通过Solidworks静力学仿真模块对关键零件进行仿真分析。仿真结果表明仿生机械足可以很好地模拟牛足的功能并保证结构安全可靠。

为探究食物材料特性与吞咽系统的相互影响,设计了一种模拟人体食道蠕动的软体驱动器。选择软体材料硅橡胶制备驱动器本体,通过硅橡胶材料试验获得其Yeoh模型(超弹性材料应力应变本构模型)的二次项常数,并将其作为ABAQUS软件中材料模型的输入条件,具体分析了各个腔室结构参数对软体驱动器变形特性的影响,从而确定满足仿生蠕动运动结构的尺寸参数。

本文基于仿生学的基本原理,参照自然界昆虫尺蠖的运动方式,设计了一种气动的模块化机器人。通过对该机器人的基本结构和运动状况的介绍与分析以及对其控制系统的设计,制作出了该气动机器人的实物,该气动机器人方案简单,运动可靠,为相关从业人员提供了一种新的机电液一体化设计实践方案。

传统双层扑翼飞行器大多依靠水平尾翼进行纵向控制,提出一种利用翅膀的二自由度运动状态切换对纵向气动力矢量进行控制的方法。首先,利用数值仿真对扑翼飞行器的气动力和流场进行了计算,分析了翅膀扑动、翅膀俯仰运动对非定常气动力分量的影响;其次,从翼面涡的运动、翼面压力分布等方面,对气动力分量的控制机理进行了研究。结果表明,双层扑翼飞行器的轴向力主要与翅膀俯仰运动有关,飞行器法向力主要受上下翅膀的非对称涡的影响,而非对称涡主要来自与上、下翅膀的非对称扑动。通过翅膀运动状态的切换,双层扑翼飞行器的时均气动力矢量可在机身纵平面0~180°范围内调节。最后通过一组对比实验验证了所得结论。

针对人工踩曲用工数量巨大、生产效率低下而单纯的机械式制曲方法不能保证曲块质量的问题，对制曲进行需求分析，研究了仿生压曲机构三维模型设计方法，提出了仿生压曲机构动作设计中人工踩曲运动数据的提取与分析。运用运动重定向技术得到人体三维简化模型的BVH格式数据。然后对数据进行运动学分析求解，生成人工踩曲运动轨迹，为仿生压曲机构的研发提供理论支撑。

为了提高水泥辊压机磨辊的耐磨性与破碎性,以仿生非光滑理论为指导,在磨辊表面设计并加工出具有不同直径、不同深度、不同轴向间距及周向个数的仿生凹坑形结构,根据正交表编制试验方案并对磨辊进行磨损及破碎性试验。试验结果表明,仿生凹坑形结构可以有效提高磨辊的耐磨性与破碎性。相对于标准磨辊,其耐磨性最大提高29.06%,破碎性最大提高18.7%。当仿生磨辊的凹坑直径为8mm、凹坑深度为2mm、轴向凹坑间距为16mm、周向凹坑个数为12时,是兼具耐磨性及破碎性的最优辊。通过有限元方法对磨辊所受应力进行分析时发现,合理的仿生凹坑形结构可以优化磨辊表层受力,减少磨辊磨损;磨辊挤压石英砂破碎时受到的最大挤压力是影响其破碎性的重要因素。通过单颗粒石英砂破碎试验可知,仿生凹坑形结构减少了石英砂对其表面的刻划,分散了石英砂对其表...

介绍了提高仿生耐磨的润滑、表面几何形态、材质和结构等几种主要因素，从功能方面介绍了仿生金属材料、仿生陶瓷材料和仿生复合材料，阐述了仿生耐磨技术的概念以及目前国内外仿生耐磨技术的研究进展。此外，介绍了仿生耐磨技术在工农业方面的一些应用，指出了当前仿生耐磨的一些关键科学问题，并对今后的研究进行了展望。