润滑与密封

作者：邱海飞，张嘉友，李成创，武振阳，王超辉，许昊

单位：西京学院机械工程学院,,西京学院机械工程学院,,西京学院机械工程学院,,西京学院机械工程学院,,西京学院机械工程学院,,西京学院机械工程学院,

关键词：仿生;负压吸附;壁虎;黏附性能;真空度;流场;黏附阵列

基金：陕西省大学生创新训练项目（S202312715011） ；西京学院横向课题(2019610002001915)

针对壁虎独特的攀爬及多地形适应能力，利用负压操控方式对其生物学黏附阵列进行模拟。在真空度分析和吸附力计算基础上，将标准k-ε两方程湍流模型应用于吸盘负压流场数值模拟。构建基于ICEM CFD和FLUENT的非结构性单相稳态流体计算域，采用SIMPLE算法对其进行压力-速度耦合求解与分析，结果表明：负压流场存在明显湍流特征；出口管道区的动压（0.154 MPa）和流速（503 m/s）远大于内腔流域，且出口面中心流速约为入口面的4.8倍，有助于气流抽真空及负压形成。有限元静力学分析显示，吸盘底面边缘区域存在局部应力集中（>180 MPa），应适当增加其壁厚。通过仿生样机性能测试，验证了负压吸附机制及其实现方法的可行性，试验结果达到负压流场模拟预期，为壁虎黏附阵列仿生研究及其实践应用提供了支持。

来源：2024年第2期

《润滑与密封》期刊编辑部

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