超声振幅对激光熔覆WC/IN718复合涂层组织及性能的影响

目的研究超声振幅对激光熔覆WC陶瓷颗粒在熔池凝固过程中流动特性的影响,在IN718镍基高温合金表面制备出硬度高和高温耐磨性良好的WC/IN718金属基陶瓷涂层。方法采用VHX-1000型超景深显微镜,观察不同超声振幅作用下WC陶瓷颗粒在复合涂层横截面的分布规律;借助于光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等设备,表征不同超声振幅下复合涂层显微组织与物相组成;采用显微硬度仪和旋转式高温摩擦磨损试验机,研究不同超声振幅下复合涂层的显微硬度和高温耐磨性能。结果当超声振幅为22μm时,复合涂层平均显微硬度最大(562HV0.2),相对未施加超声的复合涂层提高了49.9%,抗高温摩擦系数(0.4)相对未施加超声的复合涂层(0.6)降低了67.0%。复合涂层的磨损机制为氧化磨损和轻微的磨粒磨损。结论由于超声场对激光熔覆过程的声流强化效应和空化效应的影响,促使WC陶瓷颗粒在熔池中逐渐上浮,消除了熔池底部WC颗粒的沉积效应。超声场的热效应使WC颗粒在熔池中的溶解率有所增加,复合涂层的稀释率也相应得到提高。施加超声场的复合涂层的平均显微硬度和高温耐磨性得到明显提升。

旋转超声加工振幅与实际切削深度特性研究

旋转超声加工中金刚石砂轮超声振幅大小、实际切削深度的正确判定以及工艺参数对金刚石砂轮超声振动幅度影响规律的研究对旋转超声高效精密加工有着重要意义。结合旋转超声加工(RUM)时磨粒的运动及切削特性,分析了磨粒的实际切削深度特性,开展了实际切削深度与超声振幅关系的试验研究;通过改变主轴转速、进给速度、切削深度等工艺参数,讨论了工艺参数对加工时金刚石砂轮超声振幅特性的影响。研究表明:旋转超声面铣削加工时,超声振幅与轴向进给的有效叠加决定实际切削深度;金刚石砂轮的超声振幅具有一定的稳定性,可以有效确保旋转超声加工工件的尺寸精度。

旋转超声铣削TA15钛合金的疲劳寿命实验研究

针对航空钛合金零件机加工后疲劳强度大幅降低的问题,提出基于旋转超声铣削的抗疲劳制造技术。基于变切削速度和变超声振幅的旋转超声铣削实验,探究传统工艺参数及超声振动参数对钛合金残余应力和疲劳寿命的影响规律。开展变疲劳加载频率的有无超声对比实验,验证了超声振动对钛合金疲劳强化效应的普适性。实验结果表明,随着切削速度的提高和超声能量的摄入,钛合金残余压应力增加,疲劳强化效应显著;相较于传统铣削,不同加载频率条件下的超声铣削可提高钛合金疲劳寿命20.3%。

超声波振幅对轮胎胶粉超声脱硫工艺及性能的影响

以40目废旧轮胎胶粉为原料,采用超声脱硫工艺,使用超声同向旋转双螺杆挤出机制备了脱硫废旧轮胎胶粉(DGTR),研究了超声波振幅对脱硫工艺过程中口型压力和功率消耗,DGTR的外观形貌、流变性能和硫化特性,以及DGTR硫化胶力学性能的影响。结果表明,随着超声波振幅的增加,DGTR的凝胶含量、黏度及储能模量逐渐降低,损耗因子逐渐增大;当超声波振幅为13μm时,超声DGTR中交联键断裂数量最多,由此表明此时DGTR的脱硫程度最高。此外,随着超声波振幅的增加,DGTR硫化胶的拉伸强度逐渐降低,扯断伸长率逐渐增加。

CFRP小孔钻削中超声振动对切削角度和孔壁质量的影响分析

为从超声振动影响切削方向角的角度去研究旋转超声辅助钻削CFRP过程中超声振动对孔壁质量的影响,分析了超声振动对钻削过程中刀具与纤维之间方向角的影响,然后基于自行研制的超声振动工具头采用单因素方法对单向层压CFRP进行了3mm直径孔的超声振动辅助钻削试验,最后观察了0°、45°、90°和135°四个典型切削角度上的表面形貌和粗糙度。结果表明:超声振动通过改变刀具与纤维间切削角和增加刀具断屑能力的方法来改变钻削机理,旋转超声振动辅助钻削下各个方向的表面质量随振幅变化趋势不同,当振幅在4μm与16μm时孔壁平均粗糙度最好,Ra值相比普通钻削分别降低了32.6%和29.8%。

基于超声振动辅助车削的建模与仿真研究

超声振动辅助车削相对于传统车削加工有提高车削效率、提高刀具使用寿命、提高材料加工表面完整性等优点。本文分析了车削加工中的振动机理,阐述了超声振动对传统车削加工的影响,同时以钛合金(TC4)为研究对象,基于振动学理论,建立了一种表征传统车削振动系统的解析模型,并使用ABAQUS软件建立了二维车削有限元切削仿真模型,开展了传统车削与超声振动辅助车削两种工艺的TC4切削仿真模拟。仿真结果表明,当超声振幅在4 μm~12 μm内时,超声振动辅助车削加工相较于传统车削加工,刀具受到的径向力下降了11.4%~20%,TC4加工表面最大压应力下降了7.8%~19.4%,且加工表面压应力和径向力均随着超声振幅的提高而下降。

北京市区707例跟骨定量超声测定结果的分析

目的 测定北京市区正常成人跟骨定量超声参数 ,并与 12 8例骨质疏松症患者进行比较。方法 采用 UBIS 30 0 0型定量超声仪 ,对北京市区 5 79名正常成人 ,年龄为 2 0至 83岁 (女 366人 ,男 2 13人 )跟骨定量超声参数进行测量。结果 跟骨超声振幅衰减 ( BUA)和刚度 ( STI)的峰值女性在 40～ 49岁 ,男性在 5 0～ 5 9岁 ,超声声速 ( SOS)的峰值女性在 40～ 49岁。各年龄组的 BUA、SOS和 STI男性均高于女性。 BUA、SOS及 STI在绝经后妇女明显低于绝经前妇女 ;骨质疏松症患者明显低于对照组。结论 跟骨 BUA、SOS和 STI随年龄增长而改变 ,这些参数可以明显区分绝经前和绝经后妇女 ;也能明显区分正常人和骨质疏松症患者。

超声振动铣削2A12表面粗糙度实验研究

利用小径立铣刀对铝合金进行超声振动铣削实验,重点探讨了超声振幅与每齿进给量对工件槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:槽底表面粗糙随着超声振幅的增大而增大,在每齿进给量fz<4μm/z时槽超声振幅为主要影响因素;每齿进给量fz>6μm/z时每齿进给量为主要影响因素。在超声振动铣削加工中应尽量选择小进给量可获得较小槽底表面粗糙度。通过扫面电镜对工件微观形貌观测证实了施加振动后脉冲切削和断续切削双重作用导致槽底表面粗糙度增大。

跟骨定量超声对绝经后糖尿病肾病患者骨密度变化与骨代谢特征的直线相关分析

目的:以跟骨定量超声为评估依据,探讨绝经后糖尿病肾病患者骨密度变化及其骨代谢特征,并做两者关系的直线相关分析。方法:选择2003-01/2004-06上海杨浦区中心医院内分泌科住院2型糖尿病患者84例,年龄60～80岁,均为绝经后女性。根据尿白蛋白排泄率分为2组,尿白蛋白排泄率<20μg/min为单纯糖尿病组(n=44),尿白蛋白排泄率≥20μg/min为伴有糖尿病肾病组(n=40)。观察两组患者定量跟骨超声传导速度、振幅衰减和骨硬度指数的变化,同时测定空腹血糖、糖化血红蛋白、体质量指数、尿白蛋白排泄率、甲状旁腺素、骨钙素等指标。结果:按意向处理分析,进入结果分析病例84例。①伴有糖尿病肾病组跟骨定量超声振幅衰减、超声传导速度及骨硬度指数明显低于单纯糖尿病组(61.25±10.56)dB/MHz,(1480.25±112.11)m/s,(53.12±10.25)%;(68.93±13.24)dB/MHz,(1600.23±120.41)m/s,(62.65±11.45)%,t=2.9198,4.7126,4.0036,P<0.01。②伴有糖尿病肾病组患者甲状旁腺素、骨钙素水平明显高于或低于单纯糖尿病组(18.01±5.62)ng/L,(3.05±2.63)μg/L;(12.16±4.76)ng/L,(4.96±3.08)μg/L,t=5.1626,3.0412,P<0.01,0.05。③直线相关分析表明糖尿病肾病患者骨密度与甲状旁腺素水平呈负相关(r=-0.376,-0.382,-0.354,P<0.01)。

南宁市1604例跟骨定量超声测定结果分析

目的 :为了解南宁市成人骨质疏松症发病情况。方法 :采用 U BIS5 0 0 0型超声跟骨质量测定仪对南宁市 16 0 4例成人跟骨定量超声参数进行测定。结果 :跟骨超声振幅衰减 (BUA)的峰值男女性均在 4 0～ 4 9岁年龄组 ,男性在 6 0岁以后BU A明显下降 ,女性在 5 0岁后 BU A明显下降 ;超声声速 (SOS)的峰值男女性均在 2 0～ 2 9岁年龄组 ,5 0岁后男女性均明显下降。骨量减少和骨质疏松的患病率 ,男性于 6 0岁以后明显增加 ,女性于 5 0岁后明显增加且患病率明显高于男性。结论 :骨质疏松症的发生主要见于中老年人 ;女性患病率较高且较男性早 10年左右 ,多出现于绝经后 5～ 10年 ;男性主要发生于6 0岁以后特别是 70岁以后 ;2 0～ 5

45钢超声振动钻削加工机理及其试验研究

通过超声振动加工技术对45钢进行钻削加工试验,研究超声振动加工技术的钻削机理、加工孔的表面微观形貌、切屑形态,以及超声振幅和主轴转速对加工孔表面粗糙度的影响规律。结果表明:在普通车床CA6140上利用超声振动发生器、换能器、变幅杆连接钻头对45钢进行钻削,可实现传统钻削加工与超声振动钻削加工的良好结合,有效改善孔内表面的形貌,降低表面粗糙度值,且切屑形态规整;同时,超声振幅控制在20μm最佳,主轴转速在320~400 r/min范围内的加工效果较好。

三江侗族跟骨定量超声测量结果分析

定量超声法（quantitative ultrasound，QUS）利用超声对物质密度、结构及材料的特征表现来评价骨的质量，具有经济、方便、无辐射的优点，其中的参数超声振幅衰减（broadband ultrasound attenuation，BUA）主要与骨的密度和骨的细微结构有关，是一种理想的筛查骨质疏松的新型检测技术，临床可用于大量人群普查，早期发现低骨峰值的人群，有利于骨质疏松的早期防治。本研究采用定量超声仪测定784名广西三江侗族成年男、女跟骨BUA，以了解三江侗族健康人群超声指标的分布情况，建立侗族健康人群超声骨量峰值，为本地区防治骨质疏松提供依据。

采用半圆弧刀具超声插切Nomex蜂窝芯的新方法

Nomex蜂窝芯材料具有各向异性、弱刚度的特点,是一种典型的难加工材料。为解决传统插切刀具加工Nomex蜂窝芯时存在的排屑困难、切屑侧的压溃面积大等问题,提出一种采用半圆弧刀具超声插切Nomex蜂窝芯的加工方法。设计了一种新型半圆弧形插切刀具,分析了超声作用下半圆弧形插切刀具的运动规律,揭示了超声振动的引入使切削过程由连续切削变为断续切削的机理。开展了半圆弧刀具超声插切Nomex蜂窝芯的试验,分析了振幅与进给速度对切削力与切削质量的影响规律。试验结果表明,半圆弧刀具超声插切Nomex蜂窝芯可获得良好的加工效果,超声振动的引入可有效降低插切切削力,提高切削表面质量。研究的半圆弧刀具超声插切技术为蜂窝芯零件轮廓边界的高质量加工提供了新的方法。

煤矿井下矿工跟骨定量超声及骨代谢的改变

目的:探讨煤矿井下矿工骨代谢变化。方法:采用UBIS3000型定量超声仪,对140名井下矿工跟骨进行定量超声测定,并用化学发光免疫法测定尿脱氧吡啶酚(DPD)排泄浓度。用同样的方法和内容对井上工作人员跟骨进行定量超声测定和用化学发光免疫法测定尿DPD的排泄浓度。结果:井下矿工跟骨超声振幅衰减(BUA)、超声声速(SOS)和刚度(STI)各年龄段组与井上组比较均显著降低(P<0.01)。尿DPD排泄浓度井下20～30岁和31～40岁各年龄段组与井上组比较均显著增高(P<0.01)。结论:井下作业人员,因长年受缺少日光、缺氧、空气中有毒气体等因素的影响,可导致骨代谢异常,骨吸收增加。

跟骨定量超声法评价藏族女性骨丢失和骨质疏松症发病率

目的应用跟骨超声法评价藏族女性骨丢失和骨质疏松发病率.方法用定量超声仪测定了 208例正常藏族女性右跟骨宽带超声衰减、超声声速和骨硬度指数.结果藏族女性跟骨峰值骨量出现在 30～ 39岁. 40岁以后各年龄组与峰值组比较以及各组间比较显著性差异. 40岁以后 3组骨质疏松发病率分别为 11.76%、 22.58%和 34.09%.对骨质疏松的检出率,骨硬度指数 (STI)略高于宽带超声衰减指标 (BUA),均大于超声声速指标 (SOS);而累计丢失率 STI最高, SOS最低.结论跟骨定量超声 3种参数均可应用于骨质疏松症检测, STI反映骨丢失和骨质疏松发病率最敏感.

超声振动聚合物界面摩擦生热仿真分析

采用ANSYS和LS-DYNA仿真分析超声振动聚合物界面摩擦生热过程,主要分析超声振幅、超声频率和摩擦因数对界面摩擦生热速率的影响规律。研究结果表明:界面摩擦生热能使聚合物温度升高,且生热是瞬态过程,超声振动作用时间0.164 45s,聚合物界面局部温度能升高到160.7℃,生热速率达到855.57℃/s。界面摩擦生热速率随着超声振幅、超声频率和摩擦因数的增加而增大,超声频率对聚合物界面摩擦生热速率的影响更显著。

基于六端网络法的压电超声换能器优化设计

压电超声换能器传统四端网络设计方法忽略了压电陶瓷晶堆内部的机电耦合过程,使用该方法所设计的压电超声换能器尺寸误差大,输出的超声振幅较小.为了提高压电超声换能器尺寸设计精度、增大换能器输出的超声振幅,本文将考虑压电陶瓷晶堆内部机电耦合作用的六端网络引入到压电超声换能器的设计中,分别采用四端网络法和六端网络法设计得到两个不同尺寸的压电超声换能器A和B,通过有限元方法对比分析了两个换能器的固有频率和输出振幅,并进一步通过实验验证了设计理论与仿真分析的有效性.研究结果表明,在相同激励电压下,采用六端网络法设计得到的压电超声换能器B输出的超声振幅是换能器A输出振幅的1.5倍,六端网络法设计压电超声换能器可以提高所设计换能器的振动性能.

成都市城市居民跟骨超声结果的分析

目的了解成都市城区正常人群跟骨超声随年龄的变化，以及体重指数、绝经等对骨强度的影响。方法用定量超声仪对749例20岁及以上的不同年龄段人群行跟骨振幅的超声衰减（BUA）及超声声速（SOS）等参数的测定。结果女性峰值骨量跟骨振幅超声衰减（BUA）出现在40～49岁，超声声速（SOS）出现在20～29岁，而男性峰值骨量跟骨振幅超声衰减（BUA）、超声声速（SOS）出现在30～39岁，各年龄组男性的BUA、SOS均高于女性：BUA、SOS在绝经后妇女明显低于绝经前妇女，正常体重和超重组跟骨超声参数均高于低体重组。结论跟骨超声指标随年龄而变化；BMI高者可延缓骨强度的下降。

超声振动对非局部弹性核函数影响的试验研究

为了探究超声振动加工延性高效的本质,基于非局部理论对超声振动加工硬脆材料本构特征的变化进行研究。通过核参量分析,建立超声振动下核函数公式;通过数值模拟,系统地研究晶粒间距、超声振幅、频率等内外部特征变量对非局部核函数的影响规律;通过超声单轴拉伸试验,对理论推导的核函数影响规律进行验证。研究结果表明:振幅、频率对核函数的影响均呈现下开口抛物线性形状,对核函数的影响存在一个临界值。拉伸断裂应力测试中频率与振幅的影响与数值模拟一致,在所给实验室条件下振幅为14.94μm、频率为35 kHz时断裂应力最小。通过对超声振动非局部弹性核函数的研究,可以清楚地理解超声对材料本构的影响,为超声加工提供最优参数。

漳州市健康人群超声骨峰值研究

目的研究漳州市健康人群骨峰值,为原发骨质疏松症的预防和诊断提供参考依据。方法于2003年至2005年采用超声骨密度仪,对居住在漳州市5年以上的876名健康人,年龄25～45岁,女性488人,男性388人,共计876人。以5岁为一个年龄组,测量跟骨超声振幅衰减(BUA),超声声速(SOS)和预测骨强度(STI)。结果漳州市健康人群男女BUA、SOS及STI在26岁至45岁之间均呈递增趋势,各年龄组的BUA、SOS和STI男性均高于女性,男女各年龄组之间进行比较差异有统计学意义,男女各自各年龄段比较差异无统计学意义。结论定量超声骨密度仪分析骨密度具有一定临床和科研价值,通过对本地区不同人群的测定,得出健康人群超声骨密度峰值参考区域,可作为我国南方地区骨质疏松症诊断的参考值。