纵-扭复合振动辅助岩石钻削机理及效率

针对单一纵向或扭转振动辅助岩石钻削的局限性,提出纵-扭复合振动辅助岩石钻削方案.首先对该方案的理论模型进行分析;然后基于EDEM(event driven execution manager)软件的离散元法(discrete element method, DEM)对不同情况下岩石的钻进机理和效果进行模拟,结果表明添加纵-扭复合振动辅助相对于无振动、纵向振动和扭转振动方案,钻头受到的最大合力分别减小了36.45%,9.34%和32.84%,钻进速度分别提高了26.02%,4.27%和16.13%;最后对所提方案的钻进效果进行试验验证,得到添加纵-扭复合振动辅助后的钻头支架应变相对于只添加扭转振动辅助时减小了35.48%,钻进速度提高了31.25%.研究表明纵-扭复合振动辅助方法可以提高岩石钻削效率.

复合振动筛筛分煤颗粒的离散元模拟研究

为了强化混合颗粒在筛面的分层,提高传统振动筛的筛分效果。依据混合颗粒在振动下的空隙填充效应,并基于Lissajous振动合成理论,提出了一种复合振动筛。解释了复合振动筛理论基础和工作原理,并使用离散元方法进行了验证。以复合、直线、椭圆和圆振动筛为对象,以频率、振幅和振动方向角为变量,进行了传统振动筛和复合振动筛离散元模拟对比研究,结果表明:复合振动筛在筛分效率和物料处理两方面均具有较大优势。复合振动筛可以传递给颗粒一个沿筛面宽度方向的激振力,颗粒在xyz三个方向均有激振力的作用,颗粒受力更加多样化,混合颗粒体系更加松散,活跃程度更大,分层效果更好,进而复合振动筛可以取得更为理想的筛分效果。

钛合金超声椭圆—低频扭转复合振动攻丝实验研究

为提高TC4钛合金小螺纹孔的攻丝效率,通过研制双弯复合超声椭圆振动换能器并进行超声椭圆—低频扭转复合振动攻丝实验,探讨了超声椭圆振动攻丝的特点以及低频扭转振动参数对复合振动攻丝的影响。实验结果表明,与低频扭转振动攻丝相比,复合振动攻丝在所选参数范围内能够降低约16%的攻丝扭矩,且在保持攻丝扭矩基本不变的前提下加工效率提高约1倍;低频扭转振动的净切削量越小,回退量越大,主轴转速越低,复合振动攻丝中超声椭圆振动发挥的作用越明显。

复合振动治疗卵巢切除大鼠骨质疏松的初步试验研究

目的探讨复合振动对卵巢切除SD大鼠骨质疏松模型的治疗作用。方法3月龄SD雌性未育大鼠随机分为对照组、治疗1组和治疗2组,每组8只。12月龄雌性经产大鼠随机分为对照组和治疗组,每组8只。治疗组、治疗1组、治疗2组大鼠切除卵巢,制备骨质疏松大鼠模型。所有对照组不进行振动干预,置于与振动组相同噪音环境,治疗1组振动45-55 Hz,0.05-0.1 g;治疗2组振动45-55 Hz,0.12-0.21 g;治疗组振动45-55 Hz,0.12-0.21 g。每次振动20 min,每天1次,每周5次,休息间隔不大于2 d,共13 w。实验前后分别测定大鼠腰椎、股骨骨密度,实验结束时测骨钙素等骨转换标志物。结果青年鼠腰椎、股骨骨密度以及老龄鼠腰椎骨密度显著性增加,但骨转换标志各组无统计学差异。结论一定的复合振动可以增加SD大鼠卵巢切除骨质疏松模型腰椎、股骨骨密度,对骨质疏松具有一定的治疗作用。

复合振动预防去势大鼠骨质疏松的实验研究

目的:观察低强度复合振动对去势SD雌性大鼠生长期骨密度的影响。方法:4月龄SD雌性未育大鼠48只随机分为正常对照组(假手术组)、去势对照组以及4个去势振动组,每组8只。两对照组不作振动干预,4个振动组分别接振不同参数振动,干预时间13周。比较大鼠体重,腰椎、股骨骨密度,骨转换标志物(血清骨钙素、碱性磷酸酶、非前列腺酸性磷酸酶、Ⅰ型胶原C端肽)值。结果:实验开始后除正常对照组外,其余各组体重均明显增加。各组股骨骨密度均增加,差异无显著性意义,振动3、4组与正常对照组较去势对照组腰椎骨密度显著性增加。骨转换标志物各组差异无显著性意义。结论:一定的复合振动可以增加去势SD大鼠腰椎骨密度,具有潜在的预防骨质疏松作用。

双向复合振动辅助磁力研磨加工的试验研究

目的进一步提高研磨加工效率,并获得更好的工件表面质量。方法提出双向复合振动(磁极垂直于加工表面的法向超声振动和平行于加工表面的切向振动相结合)辅助磁力研磨法实现对工件表面的研磨抛光。以钛合金工件为研究对象,进行了四种不同工况的研磨加工试验,并对试验结果进行了对比和分析。结果采用双向复合振动辅助磁力研磨法研磨钛合金工件,研磨加工60 min后,工件表面粗糙度值Ra由研磨前的3.78μm降至0.36μm,有效去除了原始加工纹理,获得了较好的表面形貌。工件表面的残余应力由拉应力转化为压应力。结论双向复合振动辅助磁力研磨法既能增加磁性磨粒的瞬时研磨压力,提高研磨加工效率,又能促进磁性磨粒的翻滚与更替,随时改变磁性磨粒的切削刃和切削方向,使磁性磨粒的运动轨迹互相交织,去除工件表面材料更均匀,同时还能有效地改善工件表面的应力状态。

超声复合振动系统中的“局部共振”现象──20年来的应用和机理分析情况

本文作者及当时合作者在《应用声学》的创刊号中报道了超声振动系统中“局部共振”现象的发现及其一项应用．２０年来，国内一些作者或者分别介绍了本现象在不同场合的应用，或者分别分析了这个现象的机理．值此《应用声学》庆祝创刊２０周年之际，本文回顾了这些前期工作，提出了自己的一种关于机理的观点，并对“局部共振”现象的实用意义作了新的评价，希望能进一步促进这个现象的应用和对它的讨论．

圆锥形复合变幅杆纵-扭复合振动的实现

为解决纵-扭复合振动超声加工中复合振动的实现难题,对单激励纵-扭复合振动圆锥形复合变幅杆展开研究。基于变截面杆一维纵向振动和扭转振动理论,推导出圆锥形复合变幅杆纵向振动和扭转振动的频率方程,并确定其振动特性参数。阐释了单激励下圆锥形复合变幅杆纵-扭复合振动的实现机理,并通过应用实例给予验证。理论计算、数值分析与测试结果表明,选择合适的几何结构参数,圆锥形复合变幅杆可以实现纵-扭复合振动。

复合振动仪治疗骨质疏松对骨代谢影响6个月临床观察

目的观察复合振动仪治疗骨质疏松(osteoporosis,OP)对骨代谢的影响。方法70例骨质疏松志愿者随机分成复合振动组(whole body compound vibration training group)35例和对照组(control group)35例,复合振动组采用自行研制的复合振动仪进行全身振动治疗,振动频率45～55Hz,振动强度0.5～0.8g,30min/次,1次/隔天,连续6个月,对照组不进行任何干预,于试验第0、1、3、6个月分别检测复合振动组和对照组碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OC)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistance acid phosphatase,TRAP)、钙磷乘积(calcium-phosphorus product,[Ca]×[P])的变化。结果第3、6个月,ALP、OC、TRAP、[Ca]×[P]的P分别为0.003、0.686;0.768、0.618;0.817、0.855;0.077、0.001。ALP早期呈上升的趋势,到第3个月形成一个峰值,然后呈下降趋势,[Ca]×[P]呈不断上升的趋势,OC、TRAP无明显变化趋势。结论复合振动可促进骨组织钙化、促进钙和磷以骨盐形式沉积于骨组织;连续治疗可能使人体产生耐受,降低复合振动的治疗效应,采取短时、间断的加载方式可能更有利于促进复合振动的成骨效果。

低强度复合振动治疗去卵巢老龄大鼠骨质疏松实验研究

目的:观察低强度复合振动对去卵巢老龄大鼠骨质疏松的治疗作用。方法:13月龄SD雌性经产大鼠16只,随机均分为对照组和实验组。卵巢摘除法骨质疏松造模,3个月后检查骨密度(BMD)下降后实验组接受低强度复合振动(振动频率45 Hz～55 Hz,振动强度0.12 g～0.21 g,g=9.8 m/s2,20分钟/次/天,5天/周),对照组不进行振动治疗。13周复合振动实验结束后分别活体测量两组大鼠腰椎、股骨骨密度(Lorland XR-46),胫骨标本骨微结构扫描分析(SCANCO u-CT),测试腰椎、股骨标本力学性能(858 mini bionix)及酶法检测血清碱性磷酸酶、非前列腺酸性磷酸酶,电化学发光免疫法检测血清骨钙素和I型胶原C端交联肽。结果:复合振动实验结束后实验组腰椎和股骨BMD较实验前显著增加(分别增加0.0110±0.0048 g/cm2,P=0.000和0.0056±0.0065 g/cm2,P=0.004),而对照组显著下降(分别下降0.0071±0.0042 g/cm2和0.0073±0.0063 g/cm2)。相较对照组,骨微结构参数Tb.N显著增加(P=0.002)、Tb.Sp显著降低(P=0.005)以及BV/TV显著增加(P=0.048),腰椎、股骨强度极限也显著增加(P=0.038,P=0.014),但血清骨钙素、碱性磷酸酶、I型胶原C端交联肽、非前列腺酸性磷酸酶两组无统计学差异。结论:低强度复合振动可以减轻去卵巢老龄大鼠骨质疏松程度,提高骨质疏松大鼠骨质量。

工具杆对超声扭转复合振动系统共振频率的影响

依据四端网络理论,利用机电类比方法,研究了具有类圆锥过渡段复合阶梯型变幅杆的超声扭转共振频率和与之相连接的工具杆长度和直径变化的关系.结果表明,随着加工过程中工具杆不断磨损,其长度和直径变化对系统共振频率影响明显.工具杆长度每缩短1mm,系统共振频率约升高700Hz;工具杆直径每减小1mm,系统频率约升高500Hz.这为超声扭转加工振动系统的设计及频率调节提供了参考依据.

复合振动仪治疗原发骨质疏松症的短期临床疗效观察

目的 初步探讨复合振动仪治疗原发性骨质疏松症的有效性.方法 筛选了70例骨质疏松志愿者,治疗组35例,给予全身复合振动仪治疗,振动强度0.5～0.8 g,频率45～55 Hz,每周3～4次,每次30 min,连续治疗6个月.对照组35例,该组从观察开始到结束,维持原生活规律未作任何治疗.观察两组治疗前后腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wardps三角区骨密度变化情况.结果 6个月后,治疗组腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wards 三角区骨密度分别平均增长了6.9%、5.9%、5.9%、6.9%;对照组腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wards区骨密度分别平均降低了4.7%、4.8%、4.9%、5.1%;两组治疗前后BMD的变化差异均有显著性（P〈0.01）,治疗组和对照组的BMD改变差异均有显著性（P〈0.01）.结论 复合振动仪对原发骨质疏松症患者的骨密度增加有促进作用.

复合振动仪治疗骨质疏松对骨代谢影响的临床观察

目的观察复合振动仪治疗骨质疏松（OP）对骨代谢的影响。方法70例OP志愿者随机分成复合振动组和对照组,每组35例。复合振动组采用自行研制的复合振动仪进行全身振动治疗,振动频率45-55Hz,振动强度0·5-0·8g,1次/隔天,30min/次,连续3个月,对照组不进行任何干预,于试验开始前3天、试验后第1、3个月分别检测各组碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OC）、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）、钙磷乘积（〔Ca〕×〔P〕）的变化。结果第3个月,复合振动组的ALP、OC、TRAP、〔Ca〕×〔P〕分别比试验前增加了44·6%、-9·4%、1·7%、7·5%,对照组的相应指标分别比试验前增加了22·8%、-13·3%、3·6%、4·7%,P值分别为0·108、0·788、0·606、0·171。结论复合振动仪治疗OP对骨代谢的影响无统计学意义,但骨代谢的绝对值有变化。

纵-扭复合振动超声深滚加工工艺试验

采用正交试验法对Q235钢端面进行了纵-扭复合振动超声深滚加工,探索了工艺参数对表面粗糙度和显微硬度的影响,并基于试验结果构建了表面粗糙度和显微硬度的预测模型。试验结果表明:经纵-扭复合振动超声深滚加工后,工件表面粗糙度值显著减小,而显微硬度有大幅提高;表面粗糙度值随静压力增大先增后减,随进给量的增大而急剧增大,而随滚压速度的增大变化不明显,且进给量对表面粗糙度的影响最显著;显微硬度随静压力的增大而提高,随进给量和滚压速度的增大有微小波动,且静压力对显微硬度的影响最显著;基于t-检验与相关系数计算结果发现,进给量与静压力的交互作用对表面粗糙度的影响最大,而静压力与滚压速度的交互作用对显微硬度的影响最大。基于正交试验结果和预测模型获得了最优工艺参数,两者的结果接近,表明预测模型可靠。

超声复合振动系统中的“局部共振”现象实验研究

本文从实验的角度出发,对超声复合振动系统中细长杆的“局部共振”现象进行了较为精确的测量,主要研究了细杆长度与谐振频率之间的关系,超声振子对“局部共振”的影响,以及“局部共振”中细杆长度对振幅的影响,从而为深入研究“局部共振”现象产生的机理提供了更多的依据。

纵-扭复合振动超声深滚加工试验研究

采用正交-响应曲面法对6061-T651铝合金进行纵-扭复合振动超声深滚加工和普通深滚加工对比试验,研究各工艺参数对表面粗糙度的影响。正交试验结果表明:在相同的工艺参数下,纵-扭复合振动超声深滚加工后工件的表面粗糙度值小于普通深滚加工;表面粗糙度值随着静压力、转速的增大先减后增,随着进给量的增大先增后减再增;进给量对表面粗糙度的影响最显著,静压力对表面粗糙度的影响最小。基于试验结果采用二次回归构建表面粗糙度数学模型,并采用响应曲面法分析工艺参数之间的交互作用,确定了最优工艺参数。

复合振动挤压攻丝机的设计

介绍了复合振动挤压攻丝机的工作原理和主要特性,在此基础上,阐述其控制系统的组成结构。新型振动攻丝机采用数控技术,实现了攻丝靠模通用化,具有周向和轴向振动功能,满足振动挤压攻丝新工艺的要求。

多级复合振动增产增注工艺技术

主要介绍了多级复合振动解堵增产增注工艺技术的工艺原理、增产增注机理、施工工艺及适用范围,吉林油田17口井的现场应用表明,该工艺技术对地层污染小,施工成功率高,增产增注效果明显,值得推广应用。

多阶复合振动的模糊推理移相控制研究

针对空间柔性结构阻尼小、非线性以及不确定性等特点 ,采用模糊推理智能控制方法 ,对柔性结构多阶频率的振动进行控制。结果表明 ,模糊推理智能控制对于非线性、不确定性结构的振动控制较为有效 ,控制精度较高 。

难加工材料复合振动挤压攻丝工艺及设备研究

根据钛合金的性能,分析了钛合金攻丝的难加工性及挤压攻丝代替切削攻丝的可行性,并在此基础上研制了适应于难加工材料小螺纹攻丝的复合振动挤压攻丝机。新型振动攻丝机采用数控技术,实现了攻丝靠模通用化,具有周向和轴向振动功能,满足振动挤压攻丝新工艺的要求。