钛合金植入体表面微纳结构构建及其生物活性（英文）

医用植入物的表面改性是改善细胞行为、提高植入体骨整合的一种有效方法。通过激光加工及多重酸蚀在钛合金表面制备出微纳复合结构。采用SEM对钛合表面形貌进行表征。通过对不同表面形貌的植入体进行体外细胞培养,观察羟基磷灰石的形成、细胞形态及细胞粘附,分析不同表面形貌的生物活性。结果表明:微米结构表面能够促进成骨细胞粘附与铺展;与微米结构表面相比,微纳复合结构表面更有利于细胞粘附与伸展。微纳复合结构能够提高钛合金植入体的生物活性及骨整合能力。     

植入体微纳结构表面制备及生物相容性研究综述

生物医用钛合金植入体与骨细胞结合能力差一直是医学界面临的难题之一,表面形貌作为影响植入体生物相容性的重要因素,受到国内外学者的广泛研究。针对植入体表面微纳结构的国内外研究现状进行了叙述,重点介绍了植入体表面的微米结构、纳米结构、微纳米多级结构的制备及其对生物相容性的影响。综述表明：植入体表面合适的微米结构或纳米结构对细胞的行为表现出积极作用,能够增加植入体的生物活性和生物相容性;兼具微米与纳米多级结构表面的种植体表现出微米结构和纳米结构的协同效应,相对于单一的微米或纳米结构,能更好地促进骨整合。最后,针对医用钛合金植入体表面结构研究中存在的一些问题,指出了植入体表面结构的研究趋势。     

植入体加工表面氧化钛薄膜的形成

针对钛合金植入体生物活性氧化钛薄膜处理工艺链长的问题,探讨利用加工的方法得到所要求的氧化膜厚度的方法。实验分为3组,即自然条件下车削加工、富氧气氛下车削加工和富氧气氛下滚压加工,并对其表面氧化膜的厚度和表面形貌进行观测。结果表明:富氧气氛下滚压加工表面得到的生物活性氧化膜厚度达1 558 nm,约为富氧气氛下车削加工表面氧化膜厚度(456 nm)的3.4倍,是自然条件下车削加工表面氧化膜厚度(49 nm)的31倍。富氧气氛下滚压加工表面得到的钛合金氧化膜厚度能够达到植入体的植入要求。滚压加工表面出现不规则的微纳结构的表面形貌,增加了植入体的表面能,有利于细胞的早期黏附。     

小径向切深下进给量对铣削稳定性的影响

建立了小径向切深下高速铣削系统动力学模型。该模型考虑了再生效应、刀具-工件接触分离效应和进给量等因素的影响。针对建立的周期时滞微分方程,运用周期系统的线性化理论和半离散估计技术,将无限维特征值稳定性判定问题转化为有限维Floquet变换矩阵特征乘子稳定性判定问题,判定系统的稳定性,获得系统的稳定性极限图。研究结果显示,在小径向切深情况下,由于进给量的影响,铣削系统稳定性有显著的下降趋势,但不同进给量对系统稳定性的影响不大。     

排爆机械臂虚拟样机运动控制的仿真研究

国内外反恐形势日趋严峻,各国积极推进排爆机器人开发。针对排爆机器人机械臂的轨迹跟踪问题,展开控制模型仿真研究,使用MATLAB和ADAMS软件实现机械臂的虚拟样机建模、控制系统设计与系统仿真,将常规PID与模糊PID分别应用于联合仿真系统的设计。阶跃响应曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了25.2%的超调量;正弦轨迹跟踪曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了13.8%的超调量,响应时间缩短了22.8%。仿真研究显示,模糊PID模型拥有更快的响应速度及更优的轨迹跟踪质量,更适合作为排爆机械臂的控制方式。     

利用振动时效控制吊钩侧板变形的实验研究

吊钩侧板销孔处焊接凸台在提高吊钩承载能力的同时常常引起侧板变形,严重影响了吊钩的装配。本文介绍了利用振动时效的方法来降低焊接残余应力和控制吊钩侧板的焊接变形。首先从应力应变机制和位错移动两个方面进行理论分析,然后进行了振动时效的实验研究。实验结果表明:相对于未处理的吊钩侧板件,振动时效处理后的侧板件变形量降低了66.9%,达到了侧板的装配要求,同时使用超声波探伤仪检测侧板焊缝,且没有引入内部缺陷。     

汽车行业铸铁材料切削数据库系统的功能与结构

按照建立数据库的一般步骤,针对数控加工切削用量的查询与选取,建立了汽车行业用铸铁材料切削数据库的设计开发流程。按照刀体、刀片、刀体—刀片对面铣刀进行了分类。建立了符合SQL规范的实体关系框图。     

高速切削过程中绝热剪切临界条件的研究

对高速切削过程中绝热剪切带的特征进行了分析,获得了绝热剪切临界切削条件:绝热剪切发生的临界条件由剪应变、剪应变率和变形温度三者组成。在临界状态下,当变形温度一定时,临界剪应变与临界剪应变率成反比。变形温度越高,绝热剪切所需临界剪应变或临界剪应变率越大。当切削速度提高到一定程度时,锯齿形基体屑片间连续面积随着剪切带开裂而减小,直至完全分裂分离。     

车削高温合金GH2132时切削力和表面粗糙度的建模与试验分析

对高温合金GH2132进行了外圆车削试验,测量了切削过程中的切削力和已加工表面粗糙度。利用最小二乘法对试验数据进行了回归分析,建立了切削力和表面粗糙度的经验模型,得出了切削参数对切削力和粗糙度的影响规律,为优化切削参数、研究刀片磨损机理提供了参考数据。     

高速切削加工航空铝合金7050-T7451剪切角模型研究

基于对传统的剪切角模型的分析，借助快速落刀试验及直角切削力试验，获得了航空铝合金7050T7451在切削加工中的剪切角以及前刀面的平均摩擦因数。应用高温霍普金森压杆（SHPB）动态压缩试验，构建铝合金7050-T7451的应力、应变及温度的本构方程，为有限元Deform模拟提供合理的材料模型以准确模拟切削加工过程。对模拟加工过程、传统Merchant剪切角模型以及快速落刀试验分别得到的剪切角进行了比较，基于结果误差对传统剪切角模型进行修正，建立了更适用于高速切削加工航空铝合金7050-T7451的剪切角模型。