卧式摆头加工中心动横梁热固耦合特性研究

以五轴加工中心为代表的高端数控机床是国家重要战略物资,具有很高的综合性能需求。基于热固耦合分析方法,针对卧式加工中心中承载摆角铣头的动横梁进行结构特性研究。建立焊接式动横梁的实体单元热固耦合有限元模型并进行仿真,分析动横梁在结构静力载荷和热载荷综合作用下的变形和应力。采用多元回归拟合方法,研究不同结构参数对动横梁结构特性的影响规律,并根据影响规律对结构参数进行优化调整。在质量基本不变的情况下,优化后的动横梁焊接结构的Y轴最大位移减少了10.489%,最大应力减少了41.06%。

碳纤维锻造复合材料的摩擦行为

采用模压成型工艺制备了环氧树脂基碳纤维锻造复合材料,测试了该材料在干摩擦和水润滑摩擦条件下的不同摩擦行为,研究了两种摩擦条件下摩擦系数的变化特性差异,并进一步分析了微观磨损机理.结果表明:两种不同摩擦条件下锻造复合材料的摩擦系数展现出不同的变化趋势,干摩擦条件下摩擦系数经历了初始稳定期、转移膜形成期和稳定期3个阶段,期间形成的含铁转移膜具有自润滑效应;水润滑摩擦条件下由水润滑膜主导复合材料的摩擦行为,摩擦过程能快速进入稳定期,摩擦系数和磨损率较小,磨损率保持较为稳定;锻造复合材料在两种摩擦条件下的摩擦系数减少率基本相同.

微热管式换热结构在电暖器中的应用

设计一种基于高性能微热管传热技术的平行翅片换热结构来革新一般对流式电暖器的散热结构,并制作出样品进行实验研究。实验装置采用直径为6mm、外壁为铜和工质为水的新型沟槽式微热管。设计过程中,利用热分析软件Icepak对设计结构的效果进行模拟,并与实验数据进行比较分析,给出结果。

激光加工平面型微超级电容器的研究进展与发展趋势

可穿戴和便携式电子设备朝"轻薄化"与"小型化"方向的快速发展,极大地刺激了现代社会对高能量/功率密度、轻量便携化、柔性化储能器件的强烈需求。平面型微超级电容器(In-plane micro-supercapacitors, IPMSC)作为一种新型的微电源储能器件,以其超薄厚度、高功率密度和长循环寿命等优点被认为是集成电子器件重要的储能器件而备受关注。但是,随着IPMSC加工技术不断朝着高效、高精度和低成本等方向发展,常用的加工技术已难以满足其要求,操作更易、可扩展性更强、精度较高和成本更低的激光加工技术成为了目前IPMSC加工技术的研究热点。基于此,对不同类型IPMSC的工作原理及其电化学性能进行了总结,从激光还原、激光诱导、激光刻蚀和激光烧结四方面着手详细介绍了激光加工IPMSC的类型及加工工艺,重点综述了目前国内外关于激光加工IPMSC在机械性能和电化学性能等方面的研究进展情况,概括了用于IPMSC电解质的特性及其挑战,并在综合探讨激光加工IPMSC所面临的技术挑战基础上,对其在可穿戴和便携式电子设备中的应用前景进行了展望。

脱附性医用高频电刀的研究现状及发展趋势

医用高频电刀通过刀头尖端电弧放电并产生热量完成组织的切割和止血工作,是外科手术中的重要工具。在手术过程中,高频电刀温度过高会使血液和软组织脱水结痂甚至炭化,粘连并包覆刀头,进而对手术过程和医疗效果产生严重影响。为能够有效解决医用高频电刀表面的生物组织粘连问题,国内外诸多学者开展了电刀表面的脱附性研究,具有明显疏血、散热降温、抗组织粘附等效果的仿生脱附性医用高频电刀已成为该领域的研究热点和重要发展方向。按照现有脱附性医用高频电刀的结构特点进行归纳分类并详细介绍其研究和应用现状,着重介绍和分析仿生高频电刀的动植物脱附模型,总结国内外关于高频电刀表面脱附结构或涂层的制造方法,分析讨论目前脱附性医用高频电刀所存在的问题,最后对其未来的发展趋势进行展望。

激光直写制造石墨烯基柔性电子器件的研究进展

柔性电子器件相对于传统电子器件,拥有独特的柔性和延展性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变需求。石墨烯是开发柔性电子器件的理想材料。然而,传统的石墨烯加工技术大多涉及高温和化学溶剂,存在着成本高,工艺线路复杂和环境污染等问题,并不适合未来产业发展。激光直写(Laser direct writing,LDW)技术具有加工速度快,扫描面积大和空间分辨率高等优点,且无需掩模和后处理,在现代工业中广泛应用。最新研究表明,激光直写技术可以从氧化石墨烯、多种聚合物甚至天然材料中衍生出石墨烯,这无疑进一步提升了石墨烯基柔性电子器件的应用潜力。本文对现有激光直写技术制备石墨烯的前驱体进行了归纳分类,并详细介绍了相应的演变过程、加工原理及辅助加工设备,总结了基底转印、表面应变结构、剪纸拓扑结构这三种常见的柔性化制造策略,并重点阐述了其在超级电容器、传感器、纳米发电机和致动器等石墨烯基柔性电子器件中的最新应用,最后对其发展趋势及挑战进行讨论。

高电压微型超级电容器的制造方法及研究进展

在微电子和微机械的高压应用中,如微型机器人、软致动器、皮肤电子、微型传感器和集成电子电路等,迫切需要高输出电压的储能/补给装置。近年来,高电压微型超级电容器(High voltage micro-supercapacitors,HVMSCs)因其微小型、便携式、柔韧性、高循环寿命及高功率/能量密度等优势而频繁作为功率补给装置应用到微机电系统,可满足一定范围的电压输出和能量供给,并且HVMSCs在电路中可作为储能器件应用可使电子产品更有可能趋向于集成式、高密度以及小型化。现有研究表明,增大MSCs的工作电压窗口,可以显著提升MSCs的输出能量密度,进而能最大限度地扩展其应用场合。因此,如何从材料、结构以及制造方法方面着手,制备全固态HVMSCs成为研究热点。基于此,首先对MSCs的电荷存储机制及电化学性能特征进行概述,其次分析高电压MSCs的实现原理,接着详细归纳HVMSCs的制造方法,主要包括高电压电极材料的制备(碳基材料、过渡金属氧化物、导电聚合物以及复合电极材料)以及高电压封装结构的制造(激光加工、喷墨打印、3D打印、丝网印刷、卷对卷印刷以及掩膜涂层),并且总结HVMSCs在储能功率器件、柔性传感以及可穿戴设施等方面的应用。在综合探讨HVMSCs的研究现状的基础上,最后对其在可穿戴和便携式电子设备等高电压领域的研究趋势和发展前景进行相应的展望。