大视场相位衬度CT转台轻量化设计

针对某大视场相位衬度CT实验装置转动惯量大、运动控制难、成像效率低等问题,采用有限元技术分析了原铸造转台的静动态性能,并以此作为设计约束,基于焊接结构重新对CT转台进行了轻量化设计。采用拓扑优化分析技术,对转台内腔材料分布情况进行了分析,然后根据材料拓扑结果布置了双夹层焊接形式的筋体结构。在OptiStruct中建立数学模型,以零件板厚作为设计变量,分析了板厚对转台质量、静刚度和系统一阶固有频率的灵敏度,并对转台板厚尺寸重新进行了优化匹配,最终优化后的转台相比原先转台减轻了57.6%。     

基于C8051F350的干式生化分析系统的硬件设计

人体体液的生化指标是临床的重要参考资料,在疾病诊断和治疗上有着非常重要的意义。本文介绍了以单片机C8051F350为核心设计的干式生化分析的硬件系统。系统集信号采样、信号调理、光源选择、条码扫描、自动温控等功能于一身,能够准确、快速、方便的完成对多项生化指标的检测。经过样机实验证明,使用方便、快捷,具有较高的使用潜力和价值。     

浅谈偏置面齿轮齿面方程及三维建模

为满足面齿轮设计效率和制造精度要求,以偏置式面齿轮传动系统为研究对象,根据微分几何和齿轮啮合原理,建立了理想状况下的面齿轮齿面数学模型。采用MATLAB语言编程,计算出齿面特征点坐标,并导入proe生成三维实体模型。该方法可使繁琐复杂的面齿轮建模变得准确易行。     

基于响应面法和遗传算法的孵育器多学科优化设计

针对恒温孵育器要满足重量小、温度均匀的设计要求,应用ANSYS和Matlab软件对孵育器进行了多学科优化设计。通过有限元分析,分别以目标区域平均温度和温度均方差为设计目标,通过采用正交试验设计方案采集数据,获取了响应面模型,并采用遗传算法进行了多学科优化设计。研究结果表明:响应面模型可以准确模拟有限元模型并用于优化设计,遗传算法可以用于有效解决多目标优化问题;该方法为多学科优化设计问题提供了解决方案。     

基于有限元法和回归分析的温控系统参数辨识及应用

为确定温控系统边界条件,采用有限元法和回归分析对其进行参数辨识,并通过试验验证方法有效性。通过建立温控系统的有限元模型,进行单因素分析,揭示对流传热系数和热功率对稳态温度的影响规律。采用非线性最小二乘法建立数学模型,确定环境对流传热系数和系统的热功率,修正有限元模型边界条件。通过多项式回归建立温控系统响应面方程,可以在不同的热环境下选择合理的热功率达到目标温度。将修正模型的瞬态热分析结果和试验温升曲线进行对比,两者基本吻合。结果表明,该方法可以用来建立准确的温控系统有限元模型,并为温控电路设计提供依据。     

工程陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型研究

使用金刚石砂轮磨削是对陶瓷进行加工最常用的方法,但由于磨削抗力大,使被磨陶瓷零件常常会产生裂纹等表面损伤.文章基于压痕断裂力学建立陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型,通过针对氮化硅材料进行单行程磨削实验和表面裂纹损伤深度观测实验,确定了损伤深度模型中的参数,并对模型预测结果和实验结果进行比较,验证了陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型的有效性.陶瓷磨削亚表面裂纹损伤深度正比例于磨削深度和工件台速度,反比例于砂轮转速,其中磨削深度对陶瓷磨削表面裂纹损伤深度的影响最高.运用该模型,根据磨削输入参数可以预测和控制陶瓷的磨削损伤深度,从而可以优化陶瓷磨削过程,提高磨削效率、降低加工成本和降低加工损伤.     

基于LabVIEW与单片机的光学检测平台

本文设计了一种基于LabVIEW与单片机的用于生物检测的光学检测平台。主要介绍了平台系统的电路和软件组成。电路部分包括光源驱动电路、光电检测电路、电机驱动电路以及单片机外围电路。软件部分介绍了单片机控制程序与PC机LabVIEW程序。本光学检测平台能够应用于多种实验,具备极高的柔性,具有较高的实用价值。     

近红外荧光扫描用共聚焦光学系统设计

为了实现近红外荧光的高分辨率扫描,设计了用于近红外荧光扫描的激光共聚焦光学系统。采用复消色差显微物镜结构设计了物镜,采用凹凸双透镜结构设计了点光源光路和照明光路,采用柯克物镜结构设计了发射光路,并采用ZEMAX软件进行了光学设计和仿真。实验表明：物镜的数值孔径为0.42;点光源光路的焦点弥散斑小于0.2 μm,将圆形光斑激光很好地转换成了点光源,其离焦弥散斑的直径小于40 μm,满足照明针孔的尺寸要求;照明光路的焦点弥散斑小于1 μm,且焦点弥散斑的能量在2 μm范围内超过了83%,因此焦点光斑的能量集中度很高;发射光路的离焦弥散斑的直径小于100 μm,满足照明针孔的尺寸要求;同时照明光路和发射光路都具有较高的光学传输效率。该激光共聚焦光学系统具有数值孔径较大、工作于近红外光谱区、分辨率高的优点。     

用于相位衬度CT成像的大型精密转台轴系设计与分析

针对X射线相位衬度CT（computed tomography,计算机断层扫描）成像的高分辨率、高稳定性要求,设计了大型精密转台。转台采用焊接结构和密珠轴系支撑,具有质量轻、阻力小、回转精度高的特点。介绍了转台轴系的结构设计和工艺路线,根据成像视野区允许的运动误差对轴系精度指标进行了分解。通过静态分析、惯性释放分析和模态分析研究了转台的静、动态性能并验证了其结构刚度的合理性,结合精度分析对轴系关键部件的几何误差进行了分配,误差综合结果满足指标要求。最后,对转台样机的轴系精度进行了检测,结果表明各项指标满足相位衬度成像要求。焊接结构的轻量化设计和轴系精度分析方法对大型转台轴系的研发具有一定的借鉴意义。     

用金属陶瓷刀具加工淬硬钢薄壁件切削参数优化

通过典型金属陶瓷刀具切削加工淬硬钢薄壁件及其磨损的实验研究,在分析金属陶瓷刀具的磨损和断屑机制基础上,综合运用田口方法,主成分分析方法和表面响应法,以切削参数为优化对象,以切削力,切削功率,零件表面粗糙度以及材料去除率等参数为优化目标,获取最优的切削参数.用主成分分析法将多质量特性问题转化为单一质量特性并建立质量特征模型;再用田口法或表面响应法等优化方法进行加工工艺的实验分析,而求得最优的加工参数范围,达到降低生产成本和提高效率的目的.