血管力学特性测试装置

血管力学特性参数是血管重要指标之一,对临床医学研究等具有重要意义。该文研制了一套全新的血管力学特性测试系统,不仅实现了常规的一维拉伸断裂实验,而且能对血管进行疲劳往复拉伸测试。该测试系统包括测试机械平台、基于FPGA的硬件测试电路及数据处理软件等。机械平台通过滚珠丝杠把电机的旋转运动转换为直线运动,为血管拉伸提供轴向拉力。滚珠丝杠与力学传感器相连接,用于实现对力学数据的读取。拉力作用下血管位移数据的读取通过光栅尺实现。对血管测试的结果表明误差在0.292%,该系统完全可以实现对血管力学特性的测试。

植物根系抗拉力学特性便携式测试系统

针对传统的植物根系抗拉力学特性参数测量方式的不足,设计了一种在野外现场测量植物根系抗拉力学特性参数的便携测试系统。系统包括机械装置和电子测量两部分。机械装置由机架、根系夹持机构和传动系统组成,采用模块化设计,各部件可以快速拆装。电子测量部分由传感器、低功耗单片机数据采集系统和手持设备组成。手持设备基于Android平台开发,通过蓝牙模块与单片机数据采集系统通讯,是实现测量操作、输入以及结果显示输出的终端。试验结果表明,所设计的测试系统携带方便、测量准确,可测量得到根系的4个典型抗拉力学特性参数(最大抗拉力、抗拉强度、拉伸弹性模量、极限应变),显示其应力-应变关系曲线,查询历史数据,能够满足野外现场测量根系抗拉力学特性参数的各种要求。

骨生物力学特性测试系统

该文设计了一种新型骨生物力学特性测试系统,以实现模拟真实受力情况并对骨骼及骨固定架进行力学特性评估。该系统包括运动平台及伺服电机系统、传感器及硬件电路系统和上位机软件系统。为验证设计的性能,在对力传感器进行标定的基础上,以羊的胫骨为对象,对其受力情况及疲劳特性进行了力学测试。结果表明,在载荷频率为1 Hz,大小为50kg,循环18 000次的条件下,固定架性能仍然良好,证明了设计的可行性。

油茶果生物力学特性便携式测试系统

为了能方便准确地测定油茶果的横向扭断力、纵向拉断力等生物力学特性,设计了一种野外便携式测试系统。该系统由伸缩杆、传感器、齿形末端装置、数字变送器及电源等组成,能够完成油茶果生物力学数据采集存储功能。测试系统设计成模块化,各部件能够快速拆装,以便于野外携带。试验表明:该系统性能稳定、测量准确,可满足油茶果生物力学特性检测的要求,为进一步研究油茶果的生物力学特性提供了方便。

地面力学参数综合测试系统设计与试验

为了改进贝氏仪不依赖大型设备时测试范围的局限性和地面力学参数测试手段的分散多样性,设计了一种室内外两用的地面力学参数综合测试系统。测试系统贯入、扭转过程互不干涉,实现测试及数据处理的独立性。可选择电动机驱动或手动驱动。借助丝杠升降机传动,仪器具有较高的运行控制精度和测试量程。系统借助拉线位移传感器和力、扭矩传感器可实时同步获取纵深行进动态信息、土壤承压力和土壤抗剪切力等信息,可实现计算机远程控制和数据采集记录及处理自动化。实验室压实制备湿润砂土,通过剪切盘剪切试验得砂土内聚力为3.14 kPa,内摩擦角为38.2°;通过压板试验得砂土变形指数为0.963,粘聚变形模量为178.73 kN/m^(n+1),摩擦变形模量为11 908.40 kN/m^(n+2)。试验表明,该仪器具有较高的可靠性和实用性。

基于高速图像采集与时间序列图像相关的微陀螺动力学特性测试

研究微结构与微机械电子系统(MEMS)的动力学特性测量与试验方法,对于优化MEMS的结构设计以及提高其可靠性与稳定性具有重要的意义。基于高速图像采集技术和数字图像相关方法,提出了一种用于MEMS动力学特性测试与研究的时间序列数字图像相关方法。由于数字图像相关方法是以图像子区作为单元通过相关搜索计算出相关动力学参量,如同在试件上安装没有任何附加质量和附加力的影响的“微传感器”,因此该方法对试件表面要求低,测试结构简单,测量的数据精度高,可靠。给出了用该方法对稳定谐振和自由阻尼振动情况下微陀螺的动力学特性的测试结果,为进一步研究分析微陀螺的稳定性提供了重要的参数。

直流电机机械特性测试系统的研发

在电机驱动的系统里,电动机的参数与机械系统的动力学参数互相耦合,因而改变系统的性能。事实上,电动机转速的变化会导致一连串的问题,它会直接导致系统运行稳定性,当电动机的转速与机构的基频相等或接近时会引起共振现象,导致机构运动学参数和动力学参数的突变[1]。文献[2,3]通过改变电机参数,来改善机构动态性能。因此,研究电机在参数改变的前提下,电机机械特性曲线变化规律,不仅有助于调速实验台的搭建,而且有利于研究系统运行的稳定性。

行波超声波电机瞬态特性的测试及分析

瞬态响应特性是超声波电机的一项重要性能指标。通过主要由光电编码器和数字示波器组成的测试系统,对直径60mm行波超声波电机的瞬态响应特性进行测试,测得超声波电机启动和断电自锁时定子振动和转速变化的过程。利用测试数据和建立定、转子接触面上力的传递、转子内力的传递、定、转子振动耦合特性等力学模型,对行波超声波电机的瞬态特性进行理论分析。这些分析为超声波电机的深入研究提供了理论依据。

梨敲击激励后产生的动力学特性研究

建立了一个能产生激励力、获取生物物料响应信号和分析信号频域特性的试验系统。采用不同测点、材料、激励点和速度 ,在不同梨质量、坚实度下敲击 ,测定了果实的各种响应信号。结果表明 ,不同测点、材料、激励点和速度对响应主频率没有较大影响 ,而质量、坚实度的影响则显著。经分析 ,主响应频率随坚实度的增加而变大、随质量的增加而变小 ,主响应频率与质量、坚实度有较好的相关性。

汽车ABS性能虚拟测试系统的研究

该文研究汽车制动防抱死系统ABS性能虚拟测试技术, 基于汽车制动动力学特性基础上完成了汽车ABS性能虚拟测试系统的计算机建模, 在时间映射、滞后处理方面提出一种解决方案, 实现了纯数字和图形仿真, 得到了比较理想的结果.

小应变范围内土体力学特性的试验研究

处于小应变范围(0.01%～0.3%)的土体在工程中广泛存在,所以对这一范围内土体特性刻画的准确与否将对数值计算结果产生较大的影响,到目前为止,对土体小应变特性的研究还不是十分深入,针对这一现状,采用由英国GDS公司进口的标准应力路径三轴测试系统对小应变范围内土体力学特性研究,得出一些有益的结论。

隧道围岩压力与衬砌体受力特性原位测试

以工程实例为背景,对隧道洞口段施工过程中围岩的收敛变形,锚杆作用应力,初次衬砌、二次衬砌内的应力与变形,以及衬砌间的压力进行观测,取得大量的试验数据,并结合施工过程进行分析,为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导,为进一步的工程研究积累资料.

听力学测试中常用的声信号

听力学测试是测量人的听觉系统对于声音刺激的主观或客观反应。针对不同的测试，需要使用不同时域和频域特性的声信号，

特性阻抗的估计与动脉系统的建模

考察了不同模型下不同方法对特性阻抗的估计．理论分析与计算结果表明：直接频域估计算法，适用于输入阻抗在某一频率以上呈现模值与相位基本平坦的情况，否则，频率范围不同，将导致估计结果差异很大．直接时域估计算法，导致对特性阻抗的低估．模型参数优化估计算法，估计结果依赖于模型结构与真实系统的近似程度，与三元Ｗｉｎｄｋｅｓｓｅｌ模型相比。

高温超导带材低/变温疲劳性能测试系统的研制

实用化高温超导带材(如Bi系与ReBCO高温超导复合带材)在高磁场下拥有较高的临界电流密度、宽泛的温度裕度、较强的抗粒子辐照能力及良好的机械特性,因此这类材料在加速器超导磁体系统、高场超导磁体、超导电力等方面表现出巨大的应用潜力。而作为典型的多层功能复合性材料,虽然高强度的基底层增强了高温超导带材拉伸强度,使其在强磁场、高载流条件下可以承受很高的应力,在其加工与运行过程中,不可避免地受到多种疲劳载荷的作用,从而其临界载流能力会显著地降低,进一步,会造成相应高温超导装置功能性难以达到设计标准等。该文介绍一种自主研制的高温超导带材低/变温疲劳性能测试系统,基于该测试系统:一方面,可以实现对高温超导材料在低/变温、疲劳载荷等环境下力学、热学等宏观参数的实验表征研究;另一方面,可以对高温超导材料开展低温疲劳载荷环境下力-电弱化等临界特性的实验研究。利用所研制的低/变温疲劳性能测试系统,对受拉-压疲劳荷载下的YBCO超导带材的力学行为、载流特性开展了初步的实验研究,并分析了应力比、温度等外部环境因素对实验结果的影响规律等。结果表明:在相同的疲劳次数的情况下,YBCO超导带材的力学性能及载流特性与其应力比成明显的非线性关系。该测试系统的成功研制将为中国粒子加速器用高温超导磁体的设计与研发提供基础测试平台。

压捆试验平台及其测试系统的设计与试验

为研究在开式压缩过程中,棉秆物理特征参数(棉秆含水率、棉秆切断长度)和压捆机构的工艺参数(棉秆喂入量、压缩活塞频率)与棉秆压捆时的功率消耗、压缩活塞拉压力、压缩室压力和压捆密度的关系,设计了一种基于侧喂入打捆机的压捆试验平台及其测试系统。通过对打捆机的改造,在主轴处添加扭矩传感器、曲柄滑块机构的连杆处添加拉压传感器、压缩室处添加压力传感器,使其能够一次性实时检测棉秆在开式压缩过程中打捆机主要零部件的运动学及动力学参数,并通过数据采集系统将试验数据以Excel表格和波形图的形式保存下来。分别进行单因素和多因素正交试验,单因素试验结果表明:棉秆切断长度为25cm、喂入量为3.5kg/s、压缩频率为90Hz、含水率为30%时,压捆功率消耗、压缩活塞拉压力和压缩室压力相对较小,且压捆密度相对较大。多因素正交试验结果表明:各因素对压缩活塞拉压力和压缩室压力影响最大的是棉秆切断长度,其次为含水率,喂入量和压缩频率对其的影响差不多;各因素对压捆密度影响程度从大到小依次为含水率、棉秆切断长度、压缩频率、喂入量,且当含水率为30%、喂入量为2.5kg/s、压缩频率为90Hz、棉秆切断长度为20cm时,棉秆压捆密度最好。

钛吸／放氚的热力学特性

在金属测试系统上进行了钛（Ti）吸收和解吸氚（T）的热力学初步实验研究。加热氚化铀床，放出一定量氚气，记录平衡压力；加热样品至预定温度后恒温；将主管道中的氚气引入样品室，记录引入氚气后的平衡压，由系统中气体压力变化计算样品的吸氚量，以测定氚化过程中的p-C-T曲线。而解吸p-C-T曲线则是将接近饱和的样品温度恒定，记录平衡压力。关闭样品室阀门，用铀床回收管道里的气体后抽真空，然后再打开样品室阀门，让钛解吸，记录平衡压力，计算钛氚原子比。如此循环直至氚接近完全解吸。

硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析

建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析。首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算与常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着采用自主研制的基于锤击法的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率。通过两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的。在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据。

基于高维混沌系统的伪随机序列生成器

基于低维混沌系统的伪随机序列生成器生成的伪随机序列随机性能往往达不到应用化标准,为了得到随机性和安全性更好的伪随机序列,基于高维离散超混沌系统设计了一种新的伪随机序列生成器。通过相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱和排列熵复杂度来分析了四维离散超混沌映射的动力学特性。利用四维离散超混沌序列和重复量化算法设计了一种新的超混沌伪随机序列生成器。利用NIST SP800-22和序列相关性测试该超混沌伪随机序列生成器的性能。结果表明,该混沌伪随机序列生成器产生的序列具有良好的随机性和相关性。

一种新的四维混沌系统及其数字实现

提出了一种新的四维混沌系统,利用数值分析、相图与时序图分析、分岔图与Lyapunov指数图分析方法从不同方面分析了系统的基本动力学行为,并对不同参数下系统的吸引子状态进行分析。最后,对系统产生的混沌序列进行国际化标准的NIST随机性测试,并在DSP平台实现了系统的伪随机数字序列。实验结果与数值分析结果一致,系统产生的伪随机序列性能良好,可用于混沌通信系统和密码加密中。