金属构件选区激光熔化增材制造控形与控性的跨尺度物理学机制

激光增材制造逐点、逐线、逐域的局部成形特性,要求对金属构件激光增材制造过程进行微观—介观—宏观跨尺度的控形与控性,以实现对球化、孔隙、变形及裂纹等典型冶金缺陷的有效调控。本文针对难加工铝合金构件选区激光熔化精密增材制造,在介观尺度揭示了金属粉末激光熔化/凝固的热力学行为及球化效应形成与抑制机理,在微观尺度明晰了金属激光熔池内部熔体表面张力对气泡运动及熔体致密化的作用机制,在宏观尺度提出了金属构件选区激光熔化的热作用机制及构件内应力形成和变形行为。本文为高性能复杂金属构件激光增材制造的控形与控性提供了物理学基础及关键工艺调控方法。     

气泡推进型中空Janus微球运动特性的实验研究

本文通过Pt-SiO₂型（铂-二氧化硅型）中空Janus微球在低浓度2%~4% H₂O₂溶液中的气泡驱动实验，观察到在每个气泡生长-溃灭周期内，Janus微球的运动呈现3个特征阶段，分别为自扩散泳、气泡生长和气泡溃灭。其中气泡溃灭阶段微球在射流驱动下的推进速度可达每秒几十毫米，比前2个阶段的平均速度大2~3个数量级。实验观察到气泡生长阶段其半径与时间存在R_b~t1/3和R_b~t1/2两种标度率。由于气泡在Janus微球催化剂表面（Pt侧）的生长点偏离对称轴位置，Janus微球的运动轨迹呈圆周形。随H₂O₂溶液浓度的增加，还可以进一步提高Janus微球的运动速度。此研究不仅定量分析了Janus微球的运动特性，而且为实际应用中提高Janus双面微马达的运动速度和能量利用率提供了参考依据。     

高校学生管理系统中组合查询的设计与实观

论文根据组合查询的条件，将组合查询与字段选取有机结合，通过设置数据过滤等方法，并应用PowerBuilder中动态生成数据窗口、游标等功能，用较少的程序代码实现了复杂的查询功能。     

油茶籽壳水热碳微球在不同溶液中的分散性研究

以废弃油茶籽壳为原料,在间苯三酚助剂存在下,通过低温水热碳化法制备出碳微球颗粒。并将等量的碳微球颗粒置于不同pH值的水溶液及乙醇和环己烷2种不同极性有机溶液中,对其分散性进行了研究,并结合碳微球的FT-IR、XPS性能,对影响其分散性的原因进行了探讨。通过实验结果分析可知,不同pH、极性介质的溶液分别是通过使碳微球表面呈现出不同的阴阳离子特性或与碳微球之间形成分子间氢键,从而影响其在不同溶液中的分散性。由此解释了碳微球的分散性在碱性溶液中强于酸性溶液,在极性有机溶液中分散性最好,而在非极性有机溶液中几乎无法分散开来的原因。实验结果将为油茶籽壳水热碳微球在不同pH及不同极性介质中的实际应用提供了一定的基础参考数据。     

Casimir力对微加速度计性能的影响分析

随着微器件的尺寸日益缩小，有必要评估Casimir力对微器件性能的影响。本文以微机电系统中常见的微加速度计为对象，建模分析了Casimir力对其性能的影响。研究表明，Casimir力对微加速度计性能的影响随极板间距离的减小而迅速增大。Casimir力使得微加速度计的最大可检测加速度减小，并且随支撑粱刚度的减小，对灵敏度的影响逐渐增大。当检测电容极板间距离等于400nm时，Casimir力引起微加速度计的最大可检加速度的降幅迭5．89％。     

高精度板料半模成形新工艺

通过三个精密零件的成形实验，介绐了以粘塑性材料作传力介质的板料半模成形工艺的特点，研究了拉延过程中抗延力、压边力、容框内压的变化规律，工艺参数的控制对拉延所成败及产品质量的影响。     

微絮凝变孔隙深层过滤处理低浊度废水研究

本文研究了微絮凝变孔隙深层过滤处理低浊度废水时，滤料粒径、絮凝剂种类、投加量、滤速等因素对过滤效果的影响。试验结果表明：在达到相同出水水质的情况下，由于变孔隙结构等原因，该系统具有用药量省、阻力损失小、出水量大及整床过滤效能好等优点。     

磁响应Fe3O4/HCS复合微球的制备及特性

由壳聚糖与环氧丙烷制备了羟丙基壳聚糖(HCS)。将其配制成水溶液,利用离子凝胶法,与多聚磷酸钠(TPP)反应,制备了粒径在0.6μm羟丙基壳聚糖微球。再用滴定水解法制备了四氧化三铁微粒,激光粒度分析显示滴定水解法制备的Fe3O4粒径分布较窄,粒径小。在此基础上采用交联聚合法制备了Fe3O4/HCS复合微球,微球为实心,四氧化三铁微粒被包裹于微球内部,形状规则,粒径约为0.8μm,经过磁响应分析表明Fe3O4/HCS复合微球具有磁响应性。     

基于AFM胶体探针测量液固界面DLVO力及表面电势

表面电势是微纳流控芯片中流体流动的重要参数。本文介绍了基于AFM胶体探针技术测量液固界面DLVO力并进一步测量表面电势及表面电荷密度的方法。本文改进了胶体探针制作的技术手段，并提出用双探针法测量胶体探针的弹性系数。在0.1~1mM浓度范围内的NaCl溶液中，测量了硅、二氧化硅和氮化硅液固界面双电层内的DLVO力及表面电势。实验结果表明胶体探针技术可以很好地测量液固界面的DLVO力，尤其对静电力指数变化段非常敏感。通过DLVO力曲线可以间接测量表面电势、表面电荷密度等重要参数，是微纳流动及界面属性测量的有效手段。此外，在不同硅基材料表面的测量结果显示了硅烷醇基密度对表面电势起主导作用，可以通过选用不同硅烷醇基密度的材料来有效调控表面电势，从而在硅基材料制作的微流控芯片中调控电动流动的强弱。     

基于低密度粒子图像叠加的Micro-PIV速度场测量

提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术.经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像.对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高密度叠加粒子图像.针对宽度为250μm,深60μm的长直微通道开展了覆盖全场不同流体层平面的二维速度测量,并利用多个流体平面的二维速度场实现了微通道内全场速度的构建.研究结果表明:由于图像叠加法去除了像径大但灰度低的背景粒子图像,采用互相关分析能够准确获得分层二维速度场,所构建的全场速度场正确反映了长直微通道内流流场特征.     

各向异性板料成形极限面的研究

成形极限曲线(FLD)是表示板料成形性能的重要指标。由于板料各向异性的存在,导致了使用1条FLD来表示板料整个面内的成形极限存在很大误差。通过试验分析了板料面内的各向异性对板料应力和应变成形极限曲线的影响,研究了利用三维空间的成形极限曲面代替二维坐标下的FLD来表示材料整个面内的成形极限的方法,经过分析认为板料成形极限面可以为板料成形有限元仿真提供更准确的成形极限判据。     

Improvement Design of Biochip Towards High Stable Bioparticle Detection Utilizing Dielectrophoresis Impedance Measurement

Dielectrophoresis impedance measurement(DEPIM)is a powerful tool for bioparticle detection due to its advantages of high efficiency,label-free and low costs.However,the strong electric field may decrease the viability of the bioparticle,thus leading to instability of impedance measurement.A new design of biochip is presented with high stable bioparticle detection capabilities by using both negative dielectrophoresis(nDEP)and traveling wave dielectrophoresis(twDEP).In the biochip,a spiral electrode is arranged on the top of channel,while a detector is arranged on the bottom of the channel.The influence factors on the DEP force and twDEP force are investigated by using the basic principle of DEP,based on which,the relationship between Clausius-Mossotti(CM)factor and the frequency of electric field is obtained.The two-dimensional model of the biochip is built by using Comsol Multiphysics.Electric potential distribution,force distribution and particle trajectory in the channel are then obtained by using the simulation model.Finally,both the simulations and experiments are performed to demonstrate that the new biochip can enhance the detection efficiency and reduce the negative effects of electric field on the bioparticles.     

MTPS金属蜂窝夹芯结构尺寸效应的数值分析

金属蜂窝夹心结构是可重复使用金属热防护系统的主要子结构，优化其结构参数，是提高设计质量的重要环节。根据修正Gibson公式与最小势能、余能原理推导出蜂窝夹芯层的9个等效弹性参数。考虑金属蜂窝夹心结构总质量与沿厚度方向的挠度值多指标要求，采用有限元正交数值迭代模拟方法，对结构的尺寸效应进行分析，并优选出良好的结构参数。分析结果表明：影响最大的结构参数依次为金属蜂窝的高度、蜂窝的壁厚、面板厚度及蜂窝内切圆直径。     

电涡流激振圆管的试验研究

ＪＤＺ－３型电涡流激振是研究外覆纤维合材料薄壁金属圆管振动特性的激振源，本文阐述了电涡流激振的工作原理，性能特征及其在研制过程中所进行的各种试验，如涡流感应头结构型，恒磁路系统，激振器与试件之间的间隙，交流激磁强度和感应头激磁线圈的设计等。还介绍了激振器与功效的阻抗匹配，最后，用该设备对六种不同圆管进行激振试验，取得了良好的结果。     

金属板料的激光冲击变形分析及其实验研究

介绍了激光冲击变形机理和冲击波产生原因,并建立了激光冲击下的板料变形模型,且推导了板料变形量计算公式。根据爆轰波和爆炸气体动力学理论,建立了激光冲击成形中激光-能量转换体-靶材系统爆轰波压力的估算式,并根据冲击波压力估算式估算所需激光脉冲能量,从而探讨了板料变形与激光能量、冲击波压力之间的关系,并进行实验研究。实验结果表明,板料厚度对变形量的影响与变形理论模型的分析基本相同,其变形量随厚度的增加而呈指数曲线减小,其轮廓形状也由小圆锥形逐渐向小球冠状变化。     

Anchoring Bolt Detection Based on Morphological Filtering and Variational Modal Decomposition

The pull test is a damaging detection method that fails to measure the actual length of a bolt. Thus,the ultrasonic echo is an important non-destructive testing method for bolt quality detection. In this research,the variational modal decomposition(VMD)method is introduced into the bolt detection signal analysis. On the basis of morphological filtering(MF) and the VMD method,a VMD-combined MF principle is established into a bolt detection signal analysis method(MF-VMD). MF-VMD is used to analyze the vibration and actual bolt detection signals of the simulation. Results show that MF-VMD effectively separates intrinsic mode function,even under strong interference. In comparison with conventional VMD method,the proposed method can remove noise interference. An intrinsic mode function of the field detection signal can be effectively identified by reflecting the signal at the bottom of the bolt.     

板料渐进成形工艺等高线图生成方法

在板料数字化渐进成形工艺中,压头的加工轨迹就是成形零件的等高线图.因此,如何生成成形零件的等高线图是该工艺的关键技术之一.本文对板料渐进戍形工艺等高线图的生成方法进行了研究,提出一种基于Matlab拟合Bézier曲面并快速生成等高线图的方法.对理论抛物面和飞机翼面的仿真研究表明,所提出的等高线图的生成方法具有较高的工程精度,而且算法简单、计算速度快,可以在不规则曲面钣金件的数字化渐进成形中推广应用.     

燃烧室钝体火焰稳定器吹熄特性的数值分析

火焰稳定器吹熄特性的研究过去均采用实验方法并归纳出经验公式。本文通过计算燃烧流场的稳态临界点来逐步逼近非稳态吹熄极限,提出了一种数值方法来近似预测钝体火焰稳定器的吹熄特性。     

钣料压延数值解

本文采用能量条件的硬化模式,考虑到钣料的厚向异性,导出了压延凸缘区和凹模圆角区数值解所需的理论方程以及压延拉伸失稳条件的数学表达式和压延拉伸失稳临界载荷计算公式,在此基础上,利用电子计算机求解了四种钣料(TA1—M、LY12—M、LF2—M、20钢)的压延载荷和极限压延系数。理论和实验结果取得了很好的一致性。