基于虚拟仪器的皮质骨钻削温度测量系统设计

对皮质骨在钻削过程中产生的钻削热进行测量和研究,提出一种基于Lab VIEW平台与亚为数据采集卡相结合的钻削温度动态测量系统。该系统采用人工热电偶作为温度传感器,芯片AD595作为信号放大元件,对钻削过程中的温度进行采集和处理,并通过计算机对所采集的数据进行实时显示、存储和查询,以及实现对热电偶的标定等功能,开发出一个相对完整的虚拟仪器温度测量系统。     

数控钻削加工自动监测系统的研究

以数控钻削加工中的钻削温度和钻削力为测量对象,研究了热电偶测温和电阻应变片电桥测力方法,设计了热电偶测温装置和钻削测力仪,通过基于单片机编程的数据处理,系统可实现对数控钻削加工过程的自动监测和故障报警。     

印刷电路板超细微孔钻削加工及其关键技术

基于PCB板业的发展现状,全面阐述了PCB板孔加工的基本情况,分析了国内外在PCB微机械加工的加工过程、钻削力与加工质量、钻头设计、钻头磨损与折断、机械钻孔孔位精度与机床动态性能等方面的研究现状。指出超微细孔其钻削加工尺寸属于介观尺度,多层PCB基材材料性能呈非线性且各向异性明显,钻刃磨损规律及刀具失效形式较为复杂,加工质量评价体系特殊等加工特点。提出目前亟待研究的关键理论问题包括PCB钻削去除机理、钻头失效机理、表面创成过程建模与质量控制、钻削系统工艺优化、钻头的优化设计与制造等方面。     

医疗钻头钻削力和钻削温度的试验研究

在高速钻削猪胫骨过程中,钻削力和钻削温度对改进医疗钻头的设计是非常重要的.研究结果表明:在钻削骨头的过程中,钻削力和钻削温度受进给速度和钻削速度的影响.相比不锈钢麻花钻,带三个切削刃的新型医疗钻头能够取得更小的钻削力和低于47℃的钻削温度.     

CFRP/铝合金叠层结构动态钻削力预测研究

建立了CFRP(carbon fiber reinforced plastics)/铝合金叠层结构制孔轴向力分阶段预测模型,提出一种面向分阶段的钻削过程描述方法。阐述了CFRP与铝合金的叠层方式,根据钻削过程中钻头所处位置确定不同的钻削阶段;在钻削过程分析的基础上,通过解析建模方法给出了叠层结构动态轴向力预测方法,并详细分析了模型公式中积分限的计算方法;进行了叠层结构制孔实验,测量分阶段的瞬时制孔轴向力。通过对比发现提出的预测模型与实验值吻合较好,能够准确预测CFRP/铝合金叠层结构制孔轴向力。     

钻头涂层与刃型对电路板钻孔性能的影响

采用单因素试验法对PCB进行钻削试验,研究不同钻削参数下,不同刀具结构及涂层对钻削轴向力的影响,测量不同钻头所钻削孔的尺寸精度,与未涂层钻头进行对比分析,得出最适合PCB加工的刀具结构与涂层,解决切屑缠绕的问题,保证孔径尺寸精度,提高钻孔质量。     

钻削印刷电路板的试验研究

电子行业广泛使用的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是由树脂、玻璃纤维及铜箔等构成的难加工复合材料,材料各向异性明显,其上孔径一般小于lmm。采用直径0.5mm的硬质合金钻头和高速钢钻头,对钻削力进行研究,发现钻削印刷电路板的切削力变化趋势不同于钻削金属的切削力变化趋势,分析了这种现象产生原因。对印刷电路板钻孔的圆度误差、出口毛刺进行测量,说明硬质合金刀具更适于加工PCB。     

基于热-力多物理场耦合理论的钻削仿真研究

钻削过程中,主运动与进给运动结合,去除切削层,生成切屑并形成新的工件表面。在局部高温和高压条件下,不断变化着的3表面:已加工表面,加工表面,待加工表面,存在着机械、物理和化学作用。通过有限元技术建立基于热-力多物理场耦合理论的钻削加工印刷电路板中铜箔材料表面创成模型;并对加工过程的多种特征进行了仿真;分析钻削加工中钻削力、钻削温度的动态变化规律;仿真显示:直径3.2mm钻头在20 K/r/min主轴转速和1000mm/min进给速度的切削条件下,其轴向力和扭矩信号呈双峰形状,钻削铜的最大轴向力62N,最大扭矩0.044N.m,切削区的温度为200℃左右;仿真结果和PCB钻孔实测结果基本吻合。     

基于LabVIEW的钻削温度动态测试系统设计

介绍了一种基于LabVIEW开发平台与凌华PCI-9118数据采集卡相结合,并以半人工热电偶法为测温方法的钻削温度动态测试系统,具有数字及图形显示、数据存储、数据回放、数据处理等功能。     

CFRP钻削加工参数对钻削温度及材料损伤的影响

基于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)钻削实验分析了钻削过程的温变特性,研究了钻削加工参数对钻削温度和材料损伤的影响。结果表明：钻削温度随钻削深度同趋势增加,出口侧加工缺陷主要位于90°纤维切削角区域;进给量和转速都对热量累积起着重要作用,与转速相比,进给量对温度的影响占主导地位;钻削温度随进给量增大而降低,综合损伤因子随进给量的增大而增大。     

曲线拟合在航空发动机内壁温度测试中的应用

借助螺塞热电偶温度传感器和多路数据采集卡,建立了瞬态温度测试系统,提出利用曲线拟合外推法来实现对发动机内壁瞬态温度的测量.在此基础上,利用氢氧焰模拟航空发动机内部瞬态高温源,分别得出了传感器和红外测温仪测得的发动机内壁表面温度变化曲线.实验结果表明:2条结果曲线的整体变化趋势,特别是在峰值处具有较好的一致性,且其精度达到1.84％,从实验上验证了该方法的可行性.     

内燃机活塞表面瞬态温度传感器的研制

针对内燃机活塞表面温度变化迅速的特点,研制了一种瞬态温度传感器用于测量活塞表面温度。采用直流脉冲磁控溅射的方法将NiCr薄膜直接溅射沉积在高温烧结后嵌有NiCr、NiSi丝的陶瓷元件端面,NiCr薄膜外侧溅射Si3N4保护膜。传感器外壁选用带螺纹的304不锈钢作为铠装套筒。采用自行研制的薄膜热电偶静动态标定系统对所研制的瞬态温度传感器进行标定,结果表明:所研制的传感器在50~400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,其塞贝克系数在39~41μV/K之间,非线性误差小于0.34%,重复性好;热接点薄膜厚度为355nm时,传感器的响应时间为41.7μs,且响应时间随着薄膜厚度的增大而增加;该瞬态温度传感器可以满足曲轴转速为1800r/min的内燃机活塞表面瞬态温度测试的需求。     

瞬态切削用智能测温刀具的研究

针对传统切削温度测量手段无法实时测量刀尖切削区域瞬态温度的技术难题,研制一种基于NiCr-NiSi薄膜热电偶的瞬态切削用智能测温刀具,采用直流脉冲磁控溅射技术制备了致密性和绝缘效果良好的SiO₂绝缘薄膜及热电偶电极薄膜;利用自行研制的薄膜热电偶自动标定系统对研制的测温刀片的静、动态技术特性进行测试和分析,结果表明所研制的测温刀片在30～300℃范围内具有良好的线性,其塞贝克系数为40.5 μV/K,最大线性误差不超过0.92%,且响应速度快,时间常数为0.083 ms;可嵌入刀杆的温度测试单元实现了在切削加工过程中对瞬态切削温度数据的实时采集、数据存储与无线传输功能;现场试验结果显示,所研制的智能测温刀具可以快速准确监测0.1 s内刀具刀尖处瞬态切削温度的变化,为瞬态切削温度测试提供了新的方法,为智能测温刀具的研究与开发提供了新的技术途径。     

Application of DFB diode laser sensor to reacting flow (I)- estimation and application to laminar flames -

Diode laser sensor for measuring gas temperature and species concentration in combustion chamber was developed using 2.0 μm distributed teed back lasers. To evaluate the measurement sensitivity of diode laser sensor system, CO₂ survey spectra near 2.0 μm were measured and compared with the calculated one. This diode laser absorption sensor was applied to measure gas temperatures in a premixed flat flame of CH₄-air mixture. Experimental results were in good agreement with the values by an R-type thermocouple within 6.12%. In addition, successful demonstration of measurement of gas temperature and species concentration in a soot flame showed the promising possibility of diode laser absorption sensors for practical combustion system with non-intrusive method.     

Real-time temperature measurement with fiber Bragg sensors in lithium batteries for safety usage

In this work, fiber Bragg grating (FBG) sensors are integrated in lithium batteries to measure temperature variations. In situ calibration of the FBG sensors against a co-located thermocouple shows a linear response. The thermal behavior of lithium batteries is real-time recorded by FBG sensors, during the batteries operation under normal and abnormal conditions. In spite of the small cathode mass and a low current, temperature variations of 0.1 °C are detected. The sensors also exhibit good thermal response to dynamic loading when compared with the thermocouple. The thermal stabilities of four kinds of cathode materials are estimated using FBGs testing results.     

基于光纤光栅的小热惯量温度场监测实验

为了研究温度传感器测量小热惯量温度场的准确性和即时性,对2ml沸水分别利用水银温度计、热电偶和金属管封装的光纤光栅温度传感器进行测温,所测温度的值分别为94.0℃、95.0℃和98.6℃,三者的响应时间分别为10.0s、8.5s、2.5s。可见,小体积金属管封装的光纤光栅温度传感器测量精度高,响应速度快。并对不同封装工艺的光纤光栅温度传感器的传感特性进行比较,结果表明,对于小热惯量温度场的监测,传感器的封装方式应采用小内径金属管封装方式。     

异质多元多层印制电路板精密孔机械加工

孔是实现印制电路板层间互联及电子元器件装配的核心组成单元,机械钻孔是印制电路板制孔的主要方法。要在印制电路板上进行高密集度孔群的连续可靠、高质量、高一致性和高稳定性加工非常困难,涉及的异质多元多层复合材料机械加工理论复杂,也对加工刀具、加工技术提出了严峻挑战。从机械加工的角度归纳了典型印制电路板分类、组成结构与热力学特性,并提出其机械钻孔加工面临的难点;从材料变形与断裂、钻削热、钻削力与扭矩、孔创成机理、刀具失效机制五个方面,总结了典型印制电路板钻削理论的最新进展,综述了印制电路板用钻头设计、钻孔加工工艺和钻削过程检测技术的研究现状,从印制电路板微孔钻削加工理论、微细刀具优化设计、低温介质辅助钻削加工与孔质量无损检测方面指出了现有研究存在的问题,并结合新一代高端印制电路板发展趋势与孔制造需求,提出了未来印制电路板孔加工研究应重点关注的方向。     

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型.实验结果表明:轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小,温升降低了3～5℃;通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素...