阵列式压电振子超声复合喷丸强化*

为了进一步改善超声喷丸强化质量,提升工件表面残余应力和显微硬度的均匀性,对压电振子阵列型超声喷丸强化加工系统进行了改进,提出了在强化加工过程中辅助工件往复运动的方法。对改进后的压电振子阵列型超声喷丸强化加工原理进行了阐述,分析了激振片的振动特性并进行了结构尺寸优化,应用Abaqus对工件往复运动下超声喷丸强化过程进行了仿真研究,分析了在不同的工件往复运动频率下,工件表面残余应力分布情况。实验测试了在不同喷丸强化时间及工件往复运动频率下超声喷丸强化加工质量,探究了喷丸时间和工件往复运动频率对工件表面显微硬度的影响。结果表明：在压电振子阵列型超声喷丸强化过程中辅助工件往返运动,可以有效提高工件表面残余应力和显微硬度分布的均匀性,工件表面强化质量得到提升。     

超声辅助电镀的仿真与实验*

为了提高镀层的表面质量,提出了一种超声辅助电镀的方法。超声的空化与搅拌作用可以影响电镀的电沉积过程。设计了合理的换能器结构,并搭建了超声辅助电镀装置。通过对模型进行压电声学场与电镀场耦合仿真分析,结果表明：在硫酸铜电解液,镀铜时间60s,电压300V条件下,进行超声辅助电镀,镀层厚度分布均匀,镀层中部电流密度分布均匀,边缘最大电流密度是未加超声的2倍左右 。基于仿真结果,进行相同的实验测试,结果表明：超声辅助电镀可以提高镀层的均匀性,减少铜颗粒表面的杂质,提高表面的光洁度。阴极样品距离换能器头部位置在60mm左右,镀层质量良好。     

投影教学还有广阔空间——初中《物理》配套系列投影片的研制与使用

随着信息技术手段在教育领域的不断渗透与发展,可供教师选择的现代教学手段越来越丰富.以计算机技术为基础的多媒体信息技术,正强烈地冲击着教育教学的改革与发展,新型的教学技术手段提供了多种功能,以实现教学手段的现代化.然而,目前其优势都因绝大多数学校设备不足,现成教学软件投入高,或与教材、教法不配套等诸多因素,现阶段很难在广大范围内充分发挥其优势,因而使课堂教学仍停滞在传统教学的模式或技术上.仅有为数不多的竞赛课、观摩课、公开课、研究课等特殊课程中使用,而在教学的主战场--随堂教学中多媒体教学技术使用率极低,特别在一般学校和广大的农村中学,这样的现代化教学技术手段的使用率几乎为零.     

超声辅助射流电解加工的仿真及实验*

为了提高射流电解加工小孔的效率及质量,提出了一种压电超声波换能器配合锥形电解液腔室的装置,将超声波引入电解液中,对射流电解加工存在的缺陷进行弥补。搭建了超声辅助射流电解加工装置,分析了其加工原理。对模型进行了声场仿真和射流电解加工仿真,初步验证了超声辅助效果。实验验证了超声波对射流电解加工的加工速率、小孔形状的辅助效果,结果表明：在多组NaNO₃电解液浓度、液压泵转速条件下,1.5 min内超声波对射流电解加工的加工速率可提高9%～15%;同时超声波对射流电解加工的过切现象有所改善。     

海南染木树叶中的蒽醌成分研究

从海南染木树叶乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位分离得到9个蒽醌类化合物,采用高分辨质谱、一维和二维核磁共振等现代波谱技术,鉴定上述化合物的结构分别为:7-羟基-1,2-二甲氧基-6-甲基-9,10-蒽醌(1),1-羟基-3,6-二甲氧基-9,10-蒽醌(2),10,10'-二蒽酮(3),9,10-蒽醌(4),甲基异茜草素(5),虎刺醇(6),2-羟基-3-甲基-9,10-蒽醌(7),3-羟基-1,2-二甲氧基-9,10-蒽醌(8)和3-羟基-1-甲氧基-2-甲酯基-9,10-蒽醌(9).其中化合物1和2为新天然产物,且化合物1的波谱数据迄今未见任何报道.除化合物9外,其余化合物均为首次从该属植物中分离得到.抗菌活性测试显示,化合物2和9对多种菌株具有很好的抑制作用,尤其是金黄色葡萄球菌,最小抑菌浓度(MIC)值均达到0.078μg/mL;化合物1和6对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌显示出与阳性对照环丙沙星相当或者更强的抑制活性.     

夹心式压电超声换能器串并联传输矩阵设计法

将压电环片等效为一有源六端网络,考虑预应力螺栓对系统建模的影响,并将其等效为一机械四端网络,基于串并联传输矩阵法,建立了Langevin换能器的总体网络模型,导出其总传输矩阵,进而推算出换能器的共振频率。结果显示该方法比普遍采用的Langevin换能器传输矩阵设计法有更高的参量计算精度。此方法也为分析换能器其它电学参数提供了方便。     

压电振子阵列型超声喷丸强化*

为了提高超声喷丸强化加工的面积、效率及加工质量,对传统单振子超声喷丸强化技术进行了改进,提出了压电振子阵列型超声喷丸强化加工方法。分析了超声喷丸强化的机理,进行了压电振子的优化设计,分析了激振片的谐振响应,实验测试了系统样机在不同超声电源功率下弹丸撞击工件的区域分布;探究了超声电源功率、喷丸距离、弹丸直径和喷丸时间对加工样件显微硬度的影响,结果表明：以超声电源功率作为唯一变量,弹丸冲击工件表面的区域面积随超声电源功率增大而增大;7075铝合金样件的表面显微硬度及其提高率,随超声电源功率的增大、喷丸时间的增加、喷丸距离的减小及弹丸直径的增大而增大;超声电源功率为50W、喷丸时间为20min、喷丸距离为5mm、弹丸直径为1.5mm时喷丸效果最好,此时工件表面显微硬度增加量为65.1HV,表面显微硬度提高率为36.7%。压电振子阵列型超声喷丸强化技术可以有效增加喷丸冲击工件的面积,提高工件的表面显微硬度和加工效率。     

高亮度蓝光半导体激光光纤耦合实验研究

高功率蓝光半导体激光可广泛应用于高反射高导电材料的加工中。阐述了一种高效紧凑的高功率高亮度蓝光半导体激光光纤耦合的实现方法,将27只蓝光单管组成3×9阵列并耦合进100 μm/NA0.2的光纤中。研制出的光纤耦合模块可实现450 nm波段蓝光LD输出,功率约75 W,电光效率约28%,还可采用偏振合束进一步提升光纤耦合激光功率。     

超声辅助提取微藻油脂机理及工艺参数的研究*

对微藻细胞壁进行破碎是提高微藻油脂提取率的重要手段,超声振动破碎是一种有效的细胞破碎方法。建立基于声冲流、声辐射力、声空化的传质动力学的经验模型,运用传输矩阵法设计用于微藻细胞破碎的超声振动子,搭建了实验平台,并设置不同超声振动工艺参数对微藻细胞的破碎率进行了实验研究。结果表明:超声振动子,在工具头浸入微藻二分之一总溶液深度、工作时间30 min、功率225 W、纵振频率25 kHz的条件下,超声振动破碎的效果最佳,采用氯仿试剂对破碎液进行油脂提取,效果最好。     

超声辅助搅拌摩擦焊仿真分析及实验

为解决传统的搅拌摩擦焊工艺存在的轴向压力过大、搅拌头易磨损、焊接表面存在缺陷等问题,设计了一种集搅拌头与夹心式纵扭超声振动换能器为一体的超声辅助搅拌摩擦焊工具头。对超声辅助搅拌摩擦焊工具头进行了模态分析与谐响应分析,确保换能器结构满足要求。应用仿真软件对超声辅助搅拌摩擦焊进行了流体场、温度场和声场仿真分析,验证了在搅拌摩擦焊过程中加入纵扭超声振动能够增强材料的软化率,提高焊接材料的塑性流动。搭建实验平台,进行了6061铝合金的超声辅助搅拌摩擦焊焊接实验。结果表明,纵扭超声的引入能够提高焊接过程中材料流动性,减小搅拌头的前进阻力和轴向压力,改善焊接表面质量。在焊头转速900 r/min、焊接速度1.4 mm/s、轴向压力2.6 kN、超声功率100 W时,焊接效果最好,能较好地应在铝合金、镁合金等焊接熔点比较低的轻金属焊接之中。