基于喷射粘结工艺的陶瓷坯体后处理性能调控

商用设备在进行陶瓷坯体成形时不易对坯体组织进行调控,难以成形高致密坯体,且常压后处理强化效果较差.基于自开发成形系统和自有材料,通过调节成形粉末配方、调控铺粉层厚、切换铺粉方法等调控Al2O3坯体的成形组织,成形了相对密度为43.9%的高致密坯体。采用“陶瓷浆料渗透+分步烧结”综合化后处理流程研究了不同坯体组织的渗透强化机理,并以此为依据对预烧结过程进行调控,显著提升了高致密成形坯体的最终性能,常压烧结后相对密度达89.3%,抗弯和抗压强度分别为91.9 MPa和813.2 MPa。该研究所用材料、工艺和装备仪器门槛低、易操作,为制备高性能结构陶瓷提供了一种灵活、快捷的技术方案。     

气动膜片式精密焊球微滴喷射制作方法

为满足面积阵列封装对所需焊球越来越高的要求,提出了利用气动膜片式微滴喷射原理制作焊球的新方法。介绍了该方法的基本原理及所采用的实验装置,使用由自制电火花微孔加工机床加工的直径50μm不锈钢喷嘴,成功实现了直径100μm以下焊球的制作,研究了主要控制参数对焊球直径的影响。结果表明,气动膜片式微滴喷射方法制作的焊球直径精确、表面闪亮、球形完美,填补了国内直径100μm以下超精密微焊球制作技术的空白。     

VRML彩色切片过程中的若干问题研究

彩色三维打印技术作为三维打印技术的一个重要方面,有着广阔的应用前景。通过研究VRML(Virtual Reality Modeling Language)文件格式的特点,选择了该文件格式作为数据传输接口;通过从文件中提取模型的颜色信息,实现了对三维模型进行彩色切片;并结合实验室自行研制的三维打印系统对切片结果进行了验证,成功打印出彩色三维模型。针对切片过程中的一些关键环节,包括平行表面显示,轮廓方向修正及多零件模型(装配件)切片,进行了详细的讨论,并针对这些问题提出了相应的解决方案。     

基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究

为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。     

微型胶囊在模拟肠道中的受力模型及流固耦合仿真

对胶囊在黏性液体环境下的受力进行了理论分析,研究了不同尺寸头部分别为圆形、椭圆形的磁驱胶囊在肠道环境中流固耦合作用下的动力特性。采用COMSOL分析了肠道动力黏度、肠道尺寸、胶囊外形3因素对胶囊运动受力影响,肠道壁模型基于力学性能相近原则,采用超弹性固体材料。进行了多因素、多水平的数值模拟试验。结果显示:在同水平的动力黏度和肠道内壁尺寸参数下,椭圆形较圆形胶囊的头部压力平均降低了12.8%。     

激光焊线强度模型的建立以及失效预测

针对冷成型热轧汽车结构钢S420MC和S520MC的激光焊接接头横截面进行压痕测试,建立焊线熔融区、热影响区和母材的材料本构方程。在韧性断裂和剪切失效的基础上,考虑到焊线破坏的时率相关性以及损伤累积性,采用Kolmogorov积分方程判断材料的失效,提出一种新的焊线失效模型(微观失效模型)。利用该模型模拟激光焊线在冲击载荷下的力学行为,并与现行的两种焊线数值模型(宏观一维模型和宏观三维模型)仿真结果对比。仿真对比结果表明,基于微观失效模型不仅获得了一致的强度评价,而且能够预测焊线撕裂发生时间以及撕裂开始发生的区域,更加真实地反映激光焊线在冲击载荷下的力学行为。     

气动膜片式微滴喷射装置理论分析与实验研究

微滴喷射是通过产生微米级的液滴实现流体按需精确喷射沉积成形的技术。气动膜片式微滴按需喷射装置的原理是以膜片为驱动部件,以压缩气体脉冲为驱动源,通过膜片的弹性变形实现液体腔的体积变化从而产生微液滴。通过建立驱动气压与液体腔内工作压力的关系,分析腔体内液体的流动状态,从而建立气动膜片式喷射系统的数学模型,以此作为优化装置结构和控制参数的依据。此外,利用该装置完成了黏性液体的可控喷射。研究结果为喷射制造的实际应用提供了理论与实验依据。