1060铝板超声振动单点增量成形极限研究

板材成形性和成形质量方面的不足是制约单点增量成形技术工业化应用的主要原因。将超声振动引入单点增量成形过程中,通过改变材料的变形机理来提高板料的成形极限。以超声振动单点增量成形的1060铝板圆锥台件作为对象,分析了振幅和频率对材料本构关系的影响规律;使用圆锥台件的侧壁成形角作为衡量标准,通过数值模拟和实验研究超声振动参数对于成形性的影响规律。结果表明：施加超声振动能够显著改变1060铝板的成形性,提高其成形极限;功率120 W、 频率25 kHz的超声振动参数可以使得1060铝板圆锥台件的成形极限达到最大,并能改善零件成形质量。     

基于超声电机的细胞微操作台设计与实验研究

针对生物医学工程对微/纳操作手的需求,提出了一种能够实现对微小细胞进行多重操作的微操作台。该平台由三自由度精密定位仪、负压驱动部件(V型直线超声电机、注射器和硅胶软管)和玻璃基纳米通孔构成。定位仪的定位精度为1μm,操作简便,定位效率高。利用负压驱动部件的V型直线超声电机产生吸附力,可以精确地吸附并控制特定的生物细胞。玻璃基纳米通孔的外径小于50μm,可以操作更微小的生物细胞。该操作台首次采用自主设计制造的V型直线超声电机和玻璃基纳米通孔作为关键部件。生物细胞操作实验表明,此操作台最终实现了对生物细胞的定位、吸附、释放和移动等操作,所操作的细胞大小在20μm以内。     

基于不变环境振动的结构损伤识别方法

建立了受随机外力激励作用的损伤识别理论模型和计算方法 ,提出一种在线结构损伤识别方法。讨论一个15层框架结构 ,数值仿真结果表明 ,该方法具有较高的辨别率和计算精度。它能够使用在桥梁和建筑的健康监测中。     

大采高综采设备在斜沟煤矿厚煤层回采中的应用

通过分析斜沟煤矿引进的国外大采高综采设备的应用情况,发现工作面端头围岩稳定性对工作面推进速度与开机率及工作面煤壁片帮有较大影响。为此,通过采取加强工作面端头及平巷支护,对工作面矿压实时进行动态监测,及时带压擦顶移架可加快工作面推进速度,对煤壁节理裂隙发育、煤体松散破碎和片帮严重的区域,采用加强支护或煤壁固化的方法以及严格控制工作面质量管理等安全措施。结果表明,采取上述措施后,18102工作面最高日产量达到42 180 t,月循环率达到85%,工作面平均回采工效902 t/工,采出率达到93%以上。     

基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试

针对直线超声电机机械特性测试问题,建立了基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试系统。设计了力与速度测试系统,为测试的直线电机提供加载,配置的压力传感器与直线型光电编码器分别用于电机输出力与速度的测量,利用虚拟仪器技术搭建了测试硬件平台。利用虚拟仪器编程语言LabVIEW对各个模块进行软件设计,以实现各自的功能。利用该系统对杆式直线超声电机和双变幅杆V形直线超声电机的机械特性进行了测试,测试结果证实该测试系统的可行性,为直线超声电机机械特性测试提供了所必需的条件。     

浓香型大曲酒窖池中气体的成分与变化

选定的从固态发酵窖池中采取气体的装置与分析方法简便易行,所采用的对气体组分CO_2、CH_4、O_2、H_2、N_2的气相色谱分析方法精密度高、简便、快速,跟踪测试了发酵窖池中几种主要气体成分的含量与变化,为了解、认识固态酿制白酒的发酵状况提供了重要参数。     

柔性并联微夹取器的动力学分析及试验研究

针对一种具有毫米级操作空间和纳米级位移分辨率的、由直线超声电机驱动的柔性并联微夹持器,进行了动力学建模分析和实验研究。基于筷子夹取物体的操作原理,该微夹持器采用并联双层的结构形式。利用单位向量法,基于万向柔性铰链两端面始终平行的假设建立了微夹持器的运动学模型,表明了电机输入与操作末端输出之间的关系。采用ADAMS软件构建了微夹持器的刚柔耦合动力学仿真模型,由反向动力学仿真分析得到了微夹持器运行过程中几个重要的特征参数;由向前动力学仿真分析得到了操作末端,即探针尖端在给定输入函数下的位移、速度和加速度响应参数。对微夹持器的性能测试和夹取实验结果表明,该微夹持器的运行范围为2332μm×2109μm×20000μm,位移分辨率达到0.1μm,能够实现对微小物体的夹取操作。     

熔融纳米玻璃管的拉伸特性

基于纳米孔的纳流体器件被认为是第3代DNA测序的基础,通过拉伸方法制备的玻璃基纳米孔具有更高的结构强度和更长的使用寿命.本文首先建立了纳米玻璃管分子动力学模型,然后通过分子动力学方法研究了熔融纳米玻璃管的拉伸特性,为玻璃基纳米孔的制备提供理论依据.模拟结果首次揭示了5 nm尺度纳米玻璃管拉伸过程的应力应变关系;统计了不同应变率下的纳米玻璃管内、外径的变化规律.结果显示:纳米玻璃管内径在弹性变形阶段收缩较快,塑性变形阶段收缩相对较慢,断裂过程中纳米玻璃管停止收缩,其管径不变.基于上述规律可知,在应变率越低的情况下,弹性变形和塑性变形阶段相对越长,越有利于纳米玻璃管的收缩.最后通过一维拉伸进给系统实验对上述模拟规律进行验证.文章对熔融纳米玻璃管拉伸成型影响因素的分析,对实际加工制造过程具有指导意义.     

新型纵弯超声电机振子的设计与分析

提出了一种新型纵弯超声电机振子结构,本振子分为两组进行激励,通过控制输入激励信号,实现在振子上激励出在时间上相差π/2的纵弯模态响应,纵弯模态响应叠加在振子驱动足上产生椭圆运动轨迹,进而通过驱动足和动子之间的摩擦作用,使动子产生运动。该文在分析该振子工作机理的基础上,建立了纵弯振子的参数化有限元模型,通过模态分析进行模态特征频率的结构参数灵敏度分析,最终实现振子的纵弯模态的匹配。并对振子驱动足表面质点振动轨迹进行了分析,瞬态分析得到振子驱动足表面质点运动轨迹接近理想的椭圆轨迹,分析结果为物理样机的研制提供了理论依据。     

利用旋度函数对汽车后视镜根部形状进行低噪声优化改进的研究

利用频域的旋度函数来指导汽车后视镜根部截面形状的低噪声优化改进，取得了降低脉动压力级近１０ ｄＢ左右的效果。