可植入式微型轴流血泵流场的数值模拟

利用CFD技术对血泵内部流场进行分析可以大大缩减血泵的研制周期和成本,采用非定常的三维N-S方程和基于非结构网格的有限体积法,利用k-ε湍流模型和滑移网格模型,对一可植入式轴流血泵进行了三维数值模拟,得到满足生理要求的扬程曲线。同时对泵内流场进行了分析,对导流叶片的作用及其对内部流场、扬程的影响进行了探讨,为血泵的进一步优化设计提供了参考依据。

微型轴流血泵溶血的数值模拟

基于N-S方程和标准K-ε湍流模型,采用非结构网格技术,对微型轴流血泵内部三维流场进行了数值模拟,得到了速度场、压力场等流场细节;同时采用Lagrange粒子追踪法获得了沿不同流线的剪应力以及红细胞暴露接触时间的分布,并引入溶血计算的经验公式,计算对比了不同转速条件下血泵的溶血指标,重点分析了血泵在5L/min、8000r/min工况下的溶血性能,对于血泵溶血的估算,本方法是可行的。

基于激光三维扫描技术的微型轴流血泵叶轮加工精度检测

目的检测微型轴流血泵的转子叶轮加工精度,建立叶轮形状复杂的微型血泵叶轮加工精度检测方法。方法本文采用激光三维扫描技术获得FW-2型轴流血泵叶轮的点云,利用逆向工程软件Geomagic Studio对点云进行处理后建立三维模型。将建立的叶轮模型与设计的叶轮模型导入GeomagicQualify软件进行对比,即可分析具有复杂曲面的FW-2型轴流血泵转子叶轮各个型面的加工精度。结果对比激光扫描得到的叶轮模型与设计的叶轮模型,结果显示FW-2型轴流血泵转子叶轮整体加工精度符合要求,只有极小区域加工精度较低。结论激光三维扫描结合逆向三维建模技术是微型血泵复杂叶轮的加工精度检测的有效方法。本研究为微型血泵叶轮检测提供了一种新思路,对确定血泵使用过程中的血栓形成原因,改进血泵设计具有重要意义。

植入式微型轴流血泵的动物流体力学实验研究

目的在前期通过模拟循环实验台对自行研发设计的微型轴流血泵进行体外流体力学特性测试的基础上,进一步研究活体动物急性实验血流动力学参数,探讨植入方法和植入过程中的注意事项。方法选取健康绵羊4只,左侧开胸植入血泵,形成左心室→血泵→降主动脉的循环通路,置入压力和流量监测管道,血泵连续运行6 h,进行血泵流体力学测试。结果血泵直接植入左心室,无需体外循环,连续运行6 h期间,工作性能稳定。平均动脉压(70±15)mmHg,调整血泵转速8 000 r/min^13 000 r/min,其对应流量达到0.45 L/min^5.00 L/min。结论该轴流血泵易植入,活体动物急性实验表明作为短期辅助其基本流体力学性能良好,能够满足临床心力衰竭患者辅助循环需求。

高精度微型轴连轴承制造中的关键技术

轴是高精度微型轴连轴承的关键零件,结构复杂,精度高,加工难度大,尤其是沟道和台阶深内孔的磨削,有着极为严格的要求。为此,专门设计制造了特殊工装,对现有设备进行了重要的技术改造,满足了关键工序的加工需求,获得了理想的加工精度,达到了设计要求。

箱体上微型轴的特殊加工工艺

文中阐述了运用MasterCAM软件在立式加工中心上加工箱体上微型轴的新方法,详细介绍了微型轴的加工工艺和注意事项。

微型轴高速检测机设计

阐述了微型轴高速检测机的设计,主要为其核心部分——机器视觉系统、传动系统的结构设计。本微型轴高速检测机具有工作平稳、安全可靠、效率高等特点。

国内精密微型轴发展概况

对国内精密轴的种类、精度以及加工测量设备作了简要的总结与评述。

不锈钢微型轴的无心磨削

文中针对不锈钢微型轴的特殊物理、化学性能，提出了无心磨削该零件的工艺及激光测量应用方式。

新工科背景下岩土工程本研协同的实践型教学:以微型三轴仪的研发为例

技术的飞速发展和产业的不断变革为工程教育的改革提出了新的要求和挑战,也促进了新工科建设理念的生成。在土木工程领域人才的全过程培养进程中,教学与实践的有机结合可以实现激发学生创新思维、提升工程实践能力和培养专业综合素养。针对土力学课程教学中关于土工测试环节存在的问题,组织相关科研方向的研究生和正在学习该知识点的本科生,自主研发了一套微型三轴仪作为随堂教具并运用于教学实践,旨在优化教学模式、加强课堂互动。微型三轴仪体积小、重量轻、便于携带,可模拟实际三轴仪的固结、剪切和控制排水条件等功能,有助于学生掌握不同类型常规三轴压缩试验的关键操作步骤,直观地体会有效应力决定土的强度和变形特性,激发学生学习热情,培养综合实践能力,提升课堂教学效果。基于理论知识掌握与实践能力提升的导向,对岩土工程教育过程中的理论和实验教学改革进行了探索与实践。以教学促进实践,以开发促进研究,打通了不同阶段的专业知识衔接,通过仪器研制和课堂反馈夯实专业理论知识,构建了本研学生协同联动的实践型教学模式,探讨了微型设备类教具在研发过程中的难点,实现了专业能力高、创新思维强的人才培养。

微型电机轴搓碾校直机的设计

介绍了一种平板搓碾校直机的设计与计算。这种校直机不同于常见的多辊双曲线辊子校直机和辊轮精密校直机,它变传统的通过连续不断的快速局部挤压、变形来校直轴类工件为对轴类工件整体搓碾挤压进行校直,这种搓碾挤压校直方式特别适用于微型电机轴这样的直径微小的短轴。

微型电机轴搓碾校直机的设计

介绍了一种平板搓碾校直机的设计与计算。这种校直机不同于常见的多辊双曲线辊子校直机和辊轮精密校直机,它变传统的通过连续不断的快速局部挤压、变形来校直轴类零件为对轴类零件整体搓碾挤压进行校直,这种搓碾挤压校直方式特别适用于微型电机轴这样的直径微小的短轴。

面向新工科教育的微型三轴气浮台教学系统

微型三轴气浮台教学系统属于航天器姿态确定与控制地面仿真系统。该系统能够从硬件结构、姿态测量与控制算法、嵌入式软件等各个方面模拟卫星姿态确定与控制系统,让学生在实验室环境中就能切身感受卫星系统的工程原理与运行过程。该系统可用于支撑航天器系统工程、航天器姿态确定、航天器导航技术等课程的教学工作,帮助学生实现对航天知识的深度掌握,培养具备从事航天器专业科学研究工作能力的高级人才。

微型电机轴的绿色加工方法

介绍了一种微型电机轴的绿色加工方法,它突破了微型电机轴传统的加工方法,改车削两端半球面为冷镦,变外圆磨削为冷拉。由于是无切屑加工,节省了材料;由于取消了热处理,节省了能源;由于省去了磨削工序,节约了成本,减轻了对环境的污染,因而实现了微型电机轴的绿色加工。

用于土体宏微观力学特性测试的微型三轴仪研制

探求土体宏观力学性质背后的微细观机理,需要观测土体的微细观力学行为,为此基于常规三轴仪研制了适用于工业CT(computerizedtomography)系统扫描的微型三轴仪,该设备包含加载装置和采集控制系统两部分,主要特点是体积小,重量轻,能够放入CT设备中进行旋转扫描,试样扫描清晰,能够获取土体三轴应力状态下土体的微观结构和力学信息,试验数据可靠,兼容性强,不影响现有CT的功能且无需改装CT,操作方便,经济合理。利用丰浦砂干砂样与常规三轴仪进行对比试验,微型三轴仪得到的应力应变关系与常规三轴试验基本一致,得到的内摩擦角误差较小,验证了该微型三轴仪的可靠性。

用于颗粒土微观力学行为试验的微型三轴试验仪

颗粒土的微观力学行为(如土颗粒的运动与破碎等)决定着其宏观应力-应变行为,如应变局部化、应力硬化等。为研究颗粒土的微观力学行为,开发了一台微型三轴试验装置。它的轴向加载系统由伺服控制的步进转动马达与涡轮传动的减速器组成,围压由GDS压力控制器提供,压力室采用高透光率,高强度的轻质材料制成。借助于X射线显微CT及图像处理分析技术,该装置能实现对干砂土微尺寸试样(直径为8 mm,高度为16 mm)在三轴剪切条件下微观特性的无损检测。采用该三轴试验装置对粒径为0.60~1.18 mm的LBS(Leighton Buzzard sand)试样在1.5 MPa的围压下进行了试验。结果显示,试验装置测得应力-应变曲线合理,显微CT图像特征清晰,能够用于颗粒土体微观土力学行为的试验研究。

适用于显微CT扫描的微型动三轴仪研制与试验验证

土体的微观结构对其宏观力学性质有着很大的影响,为了能更深入研究土体在循环荷载作用下的微观结构演化与其宏观力学特性之间的联系,研制了一种适用于工业显微CT(computerizedtomography)扫描的微型动三轴仪。该仪器主要由控制采集箱系统、主机系统、气水转换器组成。其具有体积较小、试样小型化(直径×高=10 mm×20 mm)、便于操作、兼容性强等优点,可在无需改装已有CT设备前提下对试样进行旋转扫描。以丰浦砂干砂样为材料,采用微型和常规动三轴仪进行了不同围压(50,100,200,300 k Pa)和循环荷载作用下的不固结不排水试验,并对测得的初始动弹性模量E_(0),动剪切模量G_(d),阻尼比l进行了对比分析。结果表明:微型动三轴仪测得的初始动弹性模量E_(0),动剪切模量G_(d),阻尼比λ与常规动三轴仪测得的结果基本相近。试验结果误差较小,验证了该仪器的可靠性。

基于光流传感器的微型四轴悬停校正系统设计

针对低成本的惯性传感器测量单元存在较大漂移误差所导致微型四轴飞行器悬停不稳定问题,提出一种基于光流传感器的定点定高悬停校正系统。该光流模块使用VL53L0X激光测距传感器与高精度气压计BMP280进行数据融合来对微型四轴飞行器进行定高校正,使用光流传感器PMW3901对微型四轴飞行器进行定点校正。通过将光流模块安装在微型四轴飞行器底部,利用光流信息实时检测飞行器相对于定点的偏移状况从而做出位移补偿,实现悬停校正。实验数据表明,加入光流模块的微型四轴飞行器飞行更为稳定,悬停效果有较大改善。

基于STM32微型四轴无人机的设计与实现

微型四轴无人机与中大型四轴无人机相比具有成本低、事故代价低、结构简单、量产率高等优势。本文主要介绍基于STM32的微型四轴无人机的硬件设计、程序设计及基本工作原理。无人机以STM32F103CBT6作为控制核心,MPU6050作为姿态运动传感器。控制器与无人机之间采用NRF24L01或BC04-B进行无线通信,使无人机端即时有效地接收控制器所发出的指令,使其能够实现在空间中自由移动。