气膜冷却孔电火花加工参数优化及重熔层厚度测量实验

气膜冷却孔加工表面粗糙度、重熔层厚度直接影响航空发动机服役寿命。兼顾叶片气膜冷却孔加工效率和重熔层厚度,研制了加工参数在线可调的窄脉宽高峰值电流脉冲电源系统,进行了气膜冷却孔电火花加工参数优化实验,寻找重熔层厚度和加工效率的显著影响因素。在此基础上,采用灰关联度分析法进行多目标优化,利用优化后的加工参数,得到了较理想的实验结果。

剪切型压电喷头驱动电源的设计与实现

喷头驱动电源是压电喷头的核心部件之一。针对厚度剪切型压电喷头致动器结构特征,分析了0.11～0.32μm范围内的致动壁位移随驱动电压在20～60 V范围内近似线性增大的关系,推导出致动壁15 k Hz的谐振基频数值,结合喷墨通道＂三循环＂驱动方式时序,设计了一种基于直流变换原理的开关式驱动电源,实现了32路喷墨通道分组喷射,其最大输出电压范围±60 V,正负脉宽和设置时间在15～200μs内在线可调,单路输出电流大于6 m A,脉宽最大误差小于3%。初步测试实验了该驱动电源的可行性。

微细电解加工用中空电极的制备

为了改进加工间隙内电解产物的排出条件和加速电解液的更新,提出了一种嵌套式微细中空电极的精确可控焊接制备工艺。仿真分析了电极的过流特性,优化了电极长度,并进行了性能测试及加工实验。通过穿丝、黏结、嵌套尺寸及位置调整和焊接工序,制备出加工段内径为65μm、外径为130μm、长3.25mm左右,后段便于装夹和连通的嵌套式中空电极。在供液压力为1.15 MPa时,其出口流速可达10m/s左右。利用制备的中空电极,开展微细孔电解加工实验,在0.5mm厚不锈钢片上加工出最小入口孔径约为157μm,出口孔径约为133μm的微细孔,并将其延伸应用于微结构加工中,铣削出了长554μm、宽160μm、深224μm的微细T型槽。实验结果表明:制备的微细中空电极有效提高了加工间隙内电解液的流动特性,且连/导通可靠、装夹方便,适用于高深宽比微结构的电解加工。

基于微流控芯片荧光检测的LED光源自适应补偿方法

针对微流控芯片免疫荧光检测中LED光源不稳定导致检测区和质检区荧光采集同步实时性较差的问题,提出了一种基于光源漂移特性的自适应补偿方法。通过分析光源呈负指数形式衰减的漂移特性,引入光源时变补偿因子,对光源进行自适应补偿,实现微流控芯片高精度、高稳定性检测。对比实验结果表明光源时变补偿因子具有自适应性,且经过补偿后,免疫荧光检测的分辨率达到0.01ng/mL,CV值(离散系数,coefficient of variation)提高约50%,验证了其应用可行性。

剪切式压电喷头多致动壁结构制备及特性分析

剪切式压电喷头多致动壁结构是压电喷头的核心部件,针对国外在这一领域的长期垄断,通过对致动壁的特性分析,设计了剪切式压电喷头多致动壁结构,并探索出一种改进的制备工艺。通过极化、切割、二次极化、镀电极和焊线工艺,制备出长、宽、高分别为9.5mm、70μm、400μm的致动壁和液体腔。在有限元分析软件COMSOL下构建致动壁结构仿真模型并进行测试实验。结果显示,壁间电压在0～60V内,致动壁振动位移与其施加电压大小呈近似线性关系,仿真与实验与结果平均偏差约为4nm,最大偏差6.4nm,两者吻合度达87%,符合喷墨要求,为剪切式喷头的研制提供了应用可行性。

基于Adaboost算法的环抛机盘面钝化程度分类

针对环抛机盘面钝化程度难以识别的问题,该文提出了一种基于灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,GLCM)和Adaboost分类器的分类方法。首先获取盘面状态图像,利用GLCM算法对环抛机盘面纹理图像进行特征提取,将GLCM的4个二阶统计量输入至Adaboost分类器进行训练,得到可以识别盘面未钝化和已钝化图像的图像分类器。经过试验数据分析,确定了GLCM用于环抛机盘面钝化程度分类的最优参数为点对间距离d=11、灰度级数k=16,其分类正确率可达98.3%,较LBP算法分类正确率升高9.5%,较PNN算法分类正确率升高2.08%。