大鼠高加速度离心加载装置:高加速度环境下动物的力学生物学响应

背景:载人航天器发射与返回、舰载机的起飞与降落,会使航天员、飞行员处在高加速度(超重)环境中,高加速度环境会对细胞、器官、动物体等产生重要影响。高加速度离心加载机是一种可以为动物个体及细胞提供高加速度力学环境的装置,在航空航天的力学生物学、组织工程研究中起基础平台作用,目前通常生物学实验室需要高加速度加载装置。目的:结合现有离心机,设计制作大鼠高加速度离心加载机,研究大鼠在高加速度力学环境下的力学生物学响应。方法:离心机设计制作流程:确定设计参数、选择动力源→设计离心机结构并验证→选择制作控制器→加工制作机器并调试。对大鼠进行水平和竖直放置方向的加载,每个方向设置了4 G组、8 G组、10 G组、20 G组4个小组和一个对照组,观察不同高加速度环境对大鼠身体和行走能力的影响。结果与结论:①经过结构设计加工、配件选型和安装调试研制出高加速度加载机,设备包括机械结构与控制系统两部分;该机运行平稳,噪声低,平稳实现0-40 G的高加速度加载,并且还可实现变加速度加载;②采用该机对大鼠进行不同高加速度环境加载后,表现出身体向一侧倾斜,不能直线行走的现象,并且伴随战栗、后肢充血等症状,高加速度值越大,大鼠所受的影响越大,经过一段时间休息,大鼠身体基本可以恢复;③实验结果验证了该离心加载机可以为动物实验提供相应的高加速度环境,可以用于研究高加速度环境下动物的力学生物学响应。

压电MEMS振动传感器信号采集系统设计与实现

针对硅基铌酸锂单晶薄膜压电MEMS振动传感器产生振动信号的特征,设计了基于FPGA平台的数据采集系统。该系统采用AD7606采样芯片,结合状态机的思想,完成了AD采样设计的时序图,实现了数据转换,转换后的数据使用FIFO进行存储,之后通过USB 2.0传输到上位机进行处理。最后搭建了实物验证平台,利用此系统采集振动台输出的振动信号,并用MATLAB对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明,当加载加速度为3~20 g时,采集到的电荷与输入加速度之间有较好的线性度。该采样系统能够满足一定的采样速率要求,在压电MEMS振动传感器信号采集领域有广阔的应用前景。

Normalization method for asphalt mixture fatigue equation under different loading frequencies

In order to analyze the effect of different loading frequencies on the fatigue performance for asphalt mixture,the changing law of asphalt mixture strengths with loading speed was revealed by strength tests under different loading speeds.Fatigue equations of asphalt mixtures based on the nominal stress ratio and real stress ratio were established using fatigue tests under different loading frequencies.It was revealed that the strength of the asphalt mixture is affected by the loading speed greatly.It was also discovered that the fatigue equation based on the nominal stress ratio will change with the change of the fatigue loading speed.There is no uniqueness.But the fatigue equation based on the real stress ratio doesn't change with the loading frequency.It has the uniqueness.The results indicate the fatigue equation based on the real stress ratio can realize the normalization of the asphalt mixture fatigue equation under different loading frequencies.It can greatly benefit the analysis of the fatigue characteristics under different vehicle speeds for asphalt pavement.