应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究

石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模 关键词： 扫描探针显微镜 石英音叉 振动模式 机械模型     

角动量守恒演示仪的设计与实践

1设计演示仪的构想角动量守恒演示仪常用于物理实验教学,但是多数学校配备的都是操作过程复杂的全机械结构,并且实验现象比较单一.如果将此类仪器电动化,并引进多方面的对比,则不仅可使演示的效果愈加明显,增加趣味性,更使得实验仪器具有了"综合性、     

定子表面织构对超声电机性能的影响

针对超声电机摩擦材料磨损严重和温升高的问题，采用在定子表面加工微织构的方法，提高了电机机械特性并降低了摩擦材料磨损. 首先，用显微镜测量超声电机定子表面摩擦材料黏着区域，设计出三种不同密度的凹坑织构，采用激光的方法加工在定子表面；然后，测试超声电机负载特性、效率特性和温升特性并观察定子表面. 结果表明:3-凹坑织构定子电机空载转速最高，相比光滑定子电机高出12.1%，5-凹坑织构定子电机堵转转矩和最大效率最高，分别高于光滑定子电机13.04%和17.1%，同时电机的温升也有所降低. 通过观察定子表面发现，凹坑织构有大幅降低摩擦材料黏着的作用，这种作用可以增加电机接触界面能量转换效率，提高了电机的性能并降低了摩擦材料的磨损.      

振动机械起动过程中的迟滞共振原因分析

振动机械在起动过程中，有时会出现一种特殊的共振现象─—迟滞共振．本文通过解析分析和数值算法解释了产生该现象的原因．     

Two sample applications of a classical isoperimetric problem of the calculus of variations to fluid mechanical problems in fluidization and spouting

This paper is devoted to outlining precisely the basic mathematics of a classical isoperimetric problem of the calculus of variations and showing how significant fluid mechanical problems in fluidization and spouting can be addressed using this approach.     

Multi-Phase Flow and Heat Transfer of a Micro-Pump Thermally Driven by a Multi-Output Pulse Laser

We present an experimental study of multi-phase flow and heat transfer in a micro-tube induced by a multi-output pulse laser. Extensive flow and heat transfer measurements and visualization experiments have been carried out to characterize the micro-pump behaviour under various conditions. The experiments reveal extremely unsteady and complex flow patterns in the micro tube with the flow closely related with generation and collapse of bubbles.It is found that the flow rates are controlled by the heating and condensation conditions within the tube. The laser pulse duration, pulse interval and output-power as well as the tube diameter all show a strong influence on the flow rate of the micro-pump. This study provides a basis for the design of thermally-driven micro-pump induced by a pulsed laser beam.     

统一的解理断裂统计模型

根据微裂纹的解理断裂强度服从三参数Weibull分布的假设和最薄弱链理论,推导出了低合金结构钢的解理断裂统计模型.由模型的一般表达式结合裂纹、缺口和光滑试样具体的应力分布,进一步推导出了这三种试样的解理断裂统计模型.并以临界应力强度因子K_IC、断裂载荷L_F和断裂真应力σ_F作为控制参量,分别建立了裂纹、缺口和光滑试样的解理断裂统计判据.采用热模拟技术,在15MnVN钢中得到了焊接过热区粒状贝氏体组织,在-196—20℃的温度范围内,对热模拟后的材料分别进行了光滑试样的单轴拉伸试验、缺口试样的四点弯曲试验、裂纹试样的三点弯曲试验,所测得的光滑试样的断裂真应力、缺口试样的断裂载荷以及裂纹试样的K_IC与统计模型所预测的相应参量的变化趋势及其分散带完全一致,从而在扩展控制的解理温度区间里,首次统一了不同试样、加载方式条件下材料的解理断裂行为.     

机械力化学改性硅酸盐矿物的FTIR研究

利用气流磨所产生的超音速气流作为机械力，分别对层状硅酸盐矿物滑石、绢云母、高岭土和链状硅酸盐矿折硅灰石与硬脂酸进行超细粉碎－表面改性，应用FTIR法进行研究。     

Mechanical Properties of Breast Cancer Cell Membrane Studied with Optical Tweezers

Membrane tethers are extracted from breast cancer cells using a force generated by an optical trap. It is experimentally obtained that the radius of tether is about 0.1μm and the static tether force is about 8.5 pN. Calculations based on the experimental measurements give a bending modulus for the tether of 1.35 x 10^-19 N.m and a surface membrane tension of 6.76 x 10^-6 N/m in the breast cancer cell. The treatment with cytochalasin D results in the decreasing bending modulus and decreasing apparent surface tension. When the membrane protein caveolin is over-expressed, similar cases occur in bending modulus and apparent surface tension. In addition, the viscous resistance coefficient of the membrane is calculated to be 1.15pN.s/μm according to the dynamic tether forces obtained under different pulling velocities.     

机械动态系统混沌状态特征与判据应用研究

本基于混沌动力学与分行几何学理论分析，通过研究机械动态系统的Lypunov指数、关联维数、Kolmogorov熵以及它们对系统吸引子特征的描述，结合递次振幅图方法，提供了一种证明系统状态混沌性的方法。并以变速箱中齿轮运行状态为例，通过对其动态信号混沌特征量的研究，证实了该系统混沌性，进而得出对系统故障进行进一步混沌预测的可行性。