全身大容量水射流辅助吸脂32例

目的探讨应用水射流辅助吸脂术行全身大容量吸脂的临床效果和安全性。方法对我科32例患者、共139个部位行水射流辅助吸脂,记录手术时间、注入肿胀液量、冲洗液量、吸出总液体量、吸出脂肪量、术后疼痛时间,观察吸出物颜色、术中术后患者生命体征、皮肤瘀斑和水肿的程度、皮肤平整度以及利多卡因毒性反应等并发症出现情况。结果本组患者平均手术时间4.5h,平均吸脂4.8个部位,平均注入肿胀液量1850ml,平均注入冲洗液量15760ml,平均吸出总液体量11480ml,平均吸脂量4720ml,平均疼痛恢复时间5天。术后6个月恢复良好,无并发症发生。结论水射流辅助吸脂对神经和血管的损伤小,组织肿胀轻,手术效果较好。

低压水射流辅助激光刻蚀加工多晶硅工艺参数的优化

利用低压水射流辅助激光刻蚀加工技术对多晶硅进行刻蚀加工,通过正交试验分析了激光脉宽、频率、输入电流和水射流速度对加工表面质量的影响,得到了最终优化工艺参数。结果表明:最终优化工艺参数为低压水射流速度24m·s^(-1)、激光脉宽1.1ms、频率40Hz、电流180A,此时槽体截面锥度、表面粗糙度、截面深度分别为1.2°,2.63μm,1.88mm,槽体表面质量较好,边缘无开裂、无熔渣、无重铸层等缺陷。

氮化硅陶瓷水射流辅助激光精密加工

为解决工程陶瓷在激光加工中的表面质量问题提出了溶液辅助激光加工方法,首先在综合国内外有关研究的基础上,分析了激光穿越水层的能量传输、激光作用水下固体物质的热传导和静水及水射流辅助激光加工的作用机理;搭建了旁轴射流与超声振动辅助激光复合加工系统,开展了不同加工条件下氮化硅陶瓷刻槽对比试验。借助扫描电子显微镜检测分析激光刻蚀槽体形貌,运用激光共聚焦显微镜观测了槽体截面轮廓。研究表明,水射流辅助激光加工氮化硅陶瓷,因激光穿越水层、水的对流冷却等作用减少了激光烧蚀材料的有效能量,刻蚀深度有所降低;同时由于水层的存在改变了加工区域能量分布,使得槽口变宽。当激光电流200A、频率50Hz、脉宽0.6ms时刻槽深度相对减小30%,宽度增大21%。水与氮化硅在激光作用下的会发生水解等效应,且水蒸汽、材料蒸汽、熔融粒子、气泡等沿水流动方向被带走,有利于表面质量的提高,综合效果良好。

基于Retinex去雾算法的水射流辅助激光加工特征图像融合算法

为了在水射流辅助激光加工过程中更加高效地观测工件表面的结构特征,本文提出了一种基于Retinex去雾算法的水射流辅助激光加工图像融合算法。首先,利用基于形态学理论的自适应性Retinex去雾算法解决水射流导致的气泡和表面模糊问题。通过图像区块的标准差值计算细节指数,确定高斯滤波函数的尺度,并计算单尺度函数线性叠加的权重。其次,采用离散小波变换分解聚焦区域不同的源图像序列,并根据人眼视觉原理拉伸细节分量。最后利用离散小波逆变换将分量重新融合,得到可以增强细节信息的全聚焦图像。当水射流喷嘴直径为0.4 mm时,算法处理后的图像的标准差、平均梯度和空间频率分别可以达到参考图像的95.41%、71.88%和67.29%;当射流倾斜角为45°时,上述三个指标分别达到了参考图像的90.59%、72.69%和94.50%。这表明本文所提算法有效提升了图像质量,对于在不同加工情况下获得的图像均可实现较好的处理效果,同时有助于提高加工效率。

激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的实验研究

对干激光、低压水射流辅助激光和激光辅助水射流技术加工砷化镓晶片微槽进行了对比实验,结果表明,激光辅助水射流技术适合加工砷化镓材料,它能够加工出晶片表面无污染、大深度、小热影响区宽度、大深宽比的高质量微槽,加工表面微观形貌均匀、微裂纹少,优于其他两种加工方式。实验研究了激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的切割性能,结果表明,加工参数(激光脉冲能量、水射流压力、加工速度、水射流倾斜角度、焦平面位置和加工次数)对微槽深度、微槽宽度和材料去除率具有显著影响。微槽深度、微槽宽度和材料去除率随着激光脉冲能量的增大而增大,随着水射流压力的增大而减小,材料去除率随着加工速度的增大而显著增大。

激光辅助水射流微铣削单晶β-Ga_(2)O_(3)衬底的实验研究

氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))是一种新型高性能半导体材料,由于其易解理、高脆性、导热性差和各向异性等特点,在传统的精密加工和激光加工过程中易产生微裂纹,这极大地制约了氧化镓单晶的应用。激光辅助水射流加工集成了激光加工效率高、精度高以及水射流加工不产生热损伤的优势,能实现硬脆材料的近无热损伤加工,在半导体晶圆加工领域具有良好的应用前景。对激光辅助水射流微铣削单晶β-Ga_(2)O_(3)衬底进行了全因素实验研究,结果表明,工艺参数对微槽深度和微槽底部表面粗糙度具有显著影响,通过工艺参数优化,激光辅助水射流加工能获得低表面损伤、底部平整且表面粗糙度低(Ra<1μm)的微槽。

水射流辅助吸脂临床应用初探

目的 初步探讨水射流辅助吸脂的临床效果和安全性.方法 对121例患者行水射流辅助吸脂,记录手术时间、注入肿胀液量、冲洗液量、吸出总液体量、吸出脂肪量、术后疼痛时间、感觉恢复时间,观察吸出物颜色、术中术后患者的生命体征、皮肤瘀斑和水肿的程度、皮肤平整度以及利多卡因毒性反应等,随访患者手术的满意度.结果 本组患者平均手术时间2.5h,平均吸脂2.4个部位,平均注入肿胀液量1370ml,平均注入冲洗液量8750ml,平均吸出总液体量9240ml,平均吸脂量1720ml,平均疼痛恢复时间为5d,平均感觉恢复时间为23d.所有患者的生命体征平稳,术后第3天时皮肤平整,皮肤瘀斑和水肿程度较轻;术后6个月随访114例,满意率为94.2%,吸脂部位皮肤平坦、无感染、血肿、皮肤坏死、利多卡因中毒等并发症.结论 水射流辅助吸脂对神经、血管的损伤小,组织肿胀轻,可降低药物用量和手术风险,为大容量吸脂术提供了安全保障.

基于声发射的超声辅助AWJ冲蚀实验研究

超声辅助磨料水射流具有良好的流动特性,有效提高了射流的加工效率与精度。为了进一步研究其冲蚀能力,通过实验研究了超声辅助磨料水射流(AWJ)冲蚀动态响应规律,基于声发射检测技术研究了超声辅助磨料水射流冲蚀动态响应情况,对信号进行采集处理,分析了射流压力、靶距以及超声振幅等参数对其冲蚀动态响应的影响规律。结果表明:声信号随着射流压力的增大而不断增强,冲蚀深度不断增大;随着靶距与超声振幅的不断增大,声信号呈现先变强后变弱的趋势,冲蚀深度先增大后减小,即存在最佳靶距与最佳超声振幅;声信号频率主要分布于0~200kHz之间。

水辅助激光微细加工技术进展

介绍了水辅助激光加工技术的研究现状,系统总结了水辅助激光加工技术的产生原因以及包含的主要技术内容.针对每种水辅助激光加工技术,详细介绍了国内外研究者在理论与实验方面的主要研究成果,并对不同水辅助激光加工技术之间的技术差异和适用范围进行了论述.水辅助激光微细加工技术在解决激光加工热损伤导致的精度损失、效率降低等方面具有明显的效果,各种形式的水辅助装置以及组合技术也为类似工程问题解决方案的拟定提供了参考价值.

TBM滚刀与高压水射流布局对滚刀破岩效率影响的室内试验

硬岩掘进机(TBM)在完整高强度岩体中掘进性能受限,可通过搭载高压水射流系统在工作面上切缝以提升滚刀破岩效率,然而相关大尺寸试验较少且缺乏系统性。为探究滚刀-高压水射流切割布局对滚刀破岩效率的影响,采用福建龙岩黑云母花岗岩先后进行了高压水射流切割与全尺寸滚刀破岩试验。试验包括滚刀沿双水刀切缝间、单水刀切缝上、三水刀切缝间、单水刀切缝一侧4种布局,同时也进行了无水射流切缝辅助的滚刀破岩以作对比。试验过程中采集了破岩滚刀力,收集了破岩产生的渣片并进行筛分。最后根据试验现象分析了不同布局下的裂纹扩展形态。结果表明:水刀滚刀切割轨迹重叠有助于滚刀贯入,滚刀力降低并促进侧向裂纹向斜上方自由面扩展,但产生的岩片尺寸有限;滚刀沿三水刀切缝的中间切缝破岩时,刃底一侧的侧向裂纹扩展可能受到抑制;滚刀沿两水刀切缝之间破岩性能最优,刃底两侧的侧向裂纹均能朝水刀切缝底部扩展并贯通以形成大岩片,且切缝深度越深滚刀破岩效率越高,但增幅逐渐变小。试验成果可为滚刀-高压水射流联合破岩TBM刀盘设计及破岩性能估计提供参考。

水下跨介质射流破岩性能试验研究

针对水下岩石破碎过程中存在环境阻力大、破岩效率低等问题,提出一种水下气体辅助水射流的跨介质射流破岩新方法。在分析水下气体辅助水射流基本特性的基础上,搭建了可模拟气体辅助水射流破岩试验系统,探究了工作参数和喷嘴结构参数对水下气体辅助水射流破岩性能的影响,结果表明:岩石破碎是由水相水锤压力与气相空泡溃灭微射流共同作用的结果。在研究范围内,气流压力小于0.4 MPa时,气相空泡溃灭微射流引发的岩石破碎对气流压力的变化更敏感,而大于0.4 MPa时,水相水锤压力造成的岩石破碎对气流压力的变化更敏感。外喷嘴收缩段结构的变化对空泡发育的影响与其对射流冲击动压的影响相比较小,增大外喷嘴出口直径,射流的集束性出现先增加而后减小的趋势;随着外喷嘴直线段长度的增加,水下气体辅助水射流中空泡发育程度逐渐增强,但由气、液动量交换和摩擦阻力引起的能量损耗随之增加。与普通淹没射流相比,气体辅助可使得水射流破岩体积最大提高约1.5倍,比能耗则降低40%。随着气流压力的升高,岩石破碎体积先增大后减小,最佳取值为0.4 MPa;延长冲蚀时间,岩石破碎体积随之增加且有逐渐减缓的趋势,冲蚀时间设为30 s可兼顾水下气体辅助水射流的破岩性能与经济性。外喷嘴最佳结构参数组合为:指数型收缩段、出口直径3.5 mm和直线段长10 mm。

矿山煤岩破碎方法研究进展及展望

针对采掘装备在煤巷、岩巷工作中截割机构磨损严重、作业效率低等问题,开展了矿山煤岩破碎方法的分析、总结和探索研究。根据煤岩普氏系数将煤岩类型分为煤、半煤岩、硬岩及高硬岩,并针对目前采掘装备在煤巷和半煤岩巷中存在的问题,阐述目前铣削破岩、冲击破岩、滚压破岩及滚拉破岩等机械破岩技术与纯水射流、脉冲射流、空化射流及磨料射流等水射流破岩技术的工作原理及前沿研究现状。首先,针对煤炭开采中因夹矸、硬包裹体煤层硬度大导致采煤机截割机构磨损严重、机械化开采效率低的问题,进行了截齿破碎煤岩机理及性能、截齿磨损机理、滚筒结构创新设计等方面的阐述,指出目前煤层及夹矸煤层应突破煤岩破碎与高效截割机构设计等新技术,以解决煤层安全高效开采的难题;针对半煤岩巷进行了截齿与煤岩互作用力学模型、截齿自旋转减磨截割机理、截割机构截齿布置理论及最优化设计方法等方面的概述,结合半煤岩巷作业效率低、机械刀具磨损严重等问题,从理论、数值模拟和实验等方面分析了各种水射流冲击破岩方法工作原理及研究现状,并指出为提高复杂多变地质条件下半煤岩巷掘进装备的掘进效率,应根据截割工况设计截割机构刀具排列方式,并采用自适应技术规划掘进工作参数、掘进工艺,提高掘进装备系统可靠性、智能化及综掘工艺水平以实现半煤岩巷快速掘进;针对硬岩巷从理论、实验和数值模拟方面进行了滚刀/圆盘刀破岩机理、破岩性能、刀盘设计准则等方面的综述,进行了水射流辅助截齿/钻孔/滚刀/圆盘刀破岩及涨裂辅助破岩技术的总结,提出了液力或者机械涨裂辅助破岩是目前应对硬岩有效的方法,充分利用岩石抗压不抗拉特点实现硬岩的高效经济破碎,结合智能化算法实现钻孔与涨裂的协同作业,实现硬岩巷道的高效掘进。最后,分析了现有破岩技术的优势、劣势及其局限性,并指出了我国矿山硬岩截割技术的未来发展趋势,煤矿机械、非煤矿业机械、盾构机械破岩技术相互融合,机械与非机械多场耦合破岩技术及矿山装备智能化是实现矿山复杂地质条件下煤岩高效破碎的发展方向。

基于GABP神经网络的超声辅助AWJ冲蚀深度预测及参数优化

多孔HAP生物陶瓷材料硬度低、脆性大,传统生物陶瓷零件切削加工方法容易产生细小裂纹、应力集中等缺陷,微细磨料水射流加工技术可有效解决这些难题。本文采用超声辅助微细磨料水射流对多孔的HAP生物陶瓷块进行加工试验。基于GABP神经网络方法,利用获得试验数据样本来训练和检测GABP神经网络,建立了加工参数如系统压力、靶距、振幅等的微细磨料水射流冲蚀深度预测模型,预测误差和为0.007044,利用遗传算法进行参数寻优,较传统BP神经网络误差和降低了61.506%,大大提高了预测精度,实现了不同参数组合下冲蚀深度的预测。该预测和优化结果表明,当采用系统压力为25MPa,靶距为7.576mm,振幅为13.883μm时,可以获得最大冲蚀深度,其值为3.296mm。

自控水力截齿破岩性能仿真及试验研究

基于流体动力学理论,研发一种根据截齿受力自动调节流量的自控水力截齿。基于SPH理论采用LS-DYNA软件对该截齿的破岩特性进行仿真,在单齿截割试验台上对截齿的破岩特性进行试验研究。研究结果表明:随着水射流压力增高,截齿受力减小率逐渐升高;当水射流压力超过岩石的抗压强度时,截齿受力明显降低;随着截深增加,截齿受力减小率逐渐下降,所以,截割截深较浅的岩石更能高效发挥水射流的辅助作用;当截深为5 mm,压力为60 MPa时,截齿受力减小率为30.96%,且截槽更宽,破碎体积更大。

水辅助激光加工中射流流向对加工的影响研究

水辅助激光加工中,水流状态对激光加工有重要影响。为了研究激光加工中不同水流状态对加工质量的影响,文章建立带切槽的水射流冲击模型,分析激光扫描方向与水流同向和反向对加工中流场造成的差异;通过对比试验,研究两种刻蚀方式对单晶硅切槽形貌和几何尺寸的影响,并分析差异产生的机理。研究结果表明,同向刻蚀模型中切槽截面中心上的总压强最小为2941.970 Pa,远大于反向刻蚀;反向刻蚀模型在近壁面处的速度更大,比同向刻蚀大3.104 m/s。反向刻蚀比同向刻蚀的槽宽小约13.500μm且表面无熔渣堆积;反向刻蚀槽深明显大于同向刻蚀,并且此差距随激光功率增加而增加,在激光功率15 W时最大相差127.773μm;反向刻蚀切槽上表面的平均面粗糙为0.158μm,更接近基材未加工区域的0.141μm。模拟和实验的结果为进一步提高水射流辅助激光加工的切割质量提供了思路。

一种截割硬岩的新技术

一种截割硬岩的新技术美国能源部与Ａｌｐｉｎｅ装备公司就水射流辅助机械截割技术达成一项技术合作协议，其目的是研究采用多晶金刚石复合截齿（ＰＣＤ）截割油页岩的性能以及ＰＣＤ截齿与水射流辅助截割技术的综合效果。实践经验证明：应用碳化钨合金截齿采取干式截割法...