电感式磨粒传感器中铁磁质磨粒的磁特性研究

在电感式磨粒传感器中,铁磁质磨粒主要通过磁化作用改变传感器线圈的磁场分布,进而改变线圈的等效电感.建立了线圈中含有铁磁质磨粒时的磁场模型,得出了磨粒磁化场关于退磁因子的磁感应强度表达式.以球磨粒为例,通过计算球磨粒磁化场,得到球磨粒引起线圈电感变化率的解析式,并用有限元法计算了线圈的磁场,分析后发现:理论计算解与数值分析解相符,所建模型可以反映客观实际;磨粒的磁化强度由其磁导率和退磁因子共同决定,球磨粒的磁化强度可近似认为与磁导率无关;球磨粒引起的传感器线圈电感变化率随线圈单位长度上匝数的增加而减小,并趋向于一极限值;传感器线圈的电感变化率与球磨粒半径的三次方成正比,球磨粒半径在100μm以内,电感变化率在10-7数量级.本研究结论可为电感式磨粒传感器的设计提供理论指导.     

新型超声磨粒传感器输出特性研究

设计了一种新型超声磨粒传感器,对传感器的输出一致性以及油液温度、黏度对传感器输出的影响进行了试验分析.结果表明:该超声磨粒传感器能够有效检测润滑油中小至45μm的磨粒并且具有良好的输出一致性;传感器的输出随着油液温度与黏度的增加而减小;高温时,因温度升高导致的换能器性能下降明显;低温时,高黏度油液对声波的吸收衰减作用显著.提出了磨粒在检测区域中的轴向位置及油液温度、黏度影响因素的修正方法.     

新型磨粒在线监测传感器及其试验研究

依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦合关系,设计了1种新型的电感式磨粒传感器,并建立了相应的在线磨粒测试系统.利用在线磨粒监测试验台,对传感器的磨粒检出能力、测试结果的一致性以及测试系统输出与磨粒通过速度的关系进行了试验.结果表明:该在线磨粒监测传感器对粒度大于500μm的铜磨粒和粒度大于100μm的铁磨粒具有较好的检测能力;磁性磨粒收集装置能显著提高传感器对小尺寸铁磁质磨粒的检测能力;在磨粒速度一定情况下,传感器对不同类别不同粒度的磨粒输出一致性好;磨粒速度对测试系统输出影响较大,磨粒速度越快,测试系统输出越小;提高传感器信号放大电路的频响范围,将改善测试系统的响应速度,提高对高速磨粒的检出能力.本研究结论证明该传感器能较好地满足在线磨粒监测的要求.     

基于图像的磨粒在线监测系统关键技术研究

针对磨粒在线监测系统开发要求,对其中的关键技术进行了深入研究.构建了基于显微图像分析和微泵进样的磨粒在线监测系统,给出了图像检测子系统和微流控分析芯片的详细设计原理和方法;利用粗糙集理论对磨粒特征参数进行了优化;根据系统光路特点,对磨粒图像进行了基于彩色特征的转换,并通过与背景图像的差值处理来快速提取磨粒目标.最后,利用颗粒计数器和铁谱分析技术对系统性能进行了检验,结果表明本系统磨粒统计与识别准确率分别达到90%和95%,具有较高的检测精度,满足磨粒在线监测要求.     

基于拓扑优化的均匀磁场励磁结构设计方法

在一定限度的空间内设计励磁结构以使在所需要的区域内产生足够强度和均匀度的磁场,是实现重要的医学诊断设备设计的关键。本文基于拓扑优化方法,建立了能够产生均匀磁场的核磁共振成像仪器中超导励磁线圈空间排布形式的优化设计方法。以励磁线圈在给定区域内的分布参数为设计变量,以在所需区域内磁场的均方差为均匀性描述指标,建立了包含线圈体积和磁场强度要求的均匀磁场设计优化问题的数学模型。基于所建立的优化模型,给出了具体的均匀磁场的励磁结构设计方案。该设计方案的仿真分析,验证了磁场的均匀性以及所建立的方法的有效性。     

图像可视在线铁谱仪的实验研究

研制出1种监测不透光润滑油中磨粒图像可视在线铁谱仪,介绍了其中关键零部件（混合磁铁和磨粒探测单元）的组成及其工作原理,并进行了性能试验研究．结果表明,所研制的图像可视在线铁谱仪具有采集不透光润滑油中尺寸大于10μm磨粒图像的功能,其稳定性、线性度和重复性较好,能够通过磨粒在线反映机器磨损的状态．     

倾斜非均匀磁场下导电方管磁流体管流的数值模拟研究

热核聚变反应堆液态金属包层应用中的一个重要问题是液态金属在导电管中流动和强磁场相互作用产生的额外的磁流体动力学压降.这种磁流体动力学压降远远大于普通水力学压降.美国阿贡国家实验室ALEX研究小组,对非均匀磁场下导电管中液态金属磁流体动力学效应进行了实验研究,其实验结果成为液态金属包层数值验证的标准模型之一.液态金属包层在应用中会受到不同方向的磁场作用,本文以ALEX的非均匀磁场下导电方管中液态金属管流实验中的一组参数为基础,保持哈特曼数、雷诺数和壁面电导率不变,采用三维直接数值模拟的方法,研究了外加磁场与侧壁之间的倾角对导电方管内液态金属流动的速度、电流和压降分布的影响.研究结果表明:沿流向相同横截面上的速度、电流以及压力分布均随磁场的倾斜而同向旋转.倾斜磁场均匀段,横截面上的高速区位于平行磁场方向的哈特曼层和平行层交叉位置,压力梯度随磁场倾角的增大先增大后减小.倾斜磁场递减段,在三维磁流体动力学效应作用下,横截面上的高速射流位置向垂直磁场方向偏移.磁场递减段的三维磁流体动力学压降随磁场倾角的增大而增大.随磁场倾斜,截面上的射流峰值逐渐减小,二次流增强,引发层流向湍流的转捩.      

铁磁导电梁式析在横向均匀磁场中的动力特性分析

对横向磁场中自由振动的导电铁磁梁式板,给出了考虑其磁化和涡电流与力学效应耦合影响的定解问题的基本方程。在对不同支承情况下板的振动频率和临界磁场值进行定量分析的基础上,讨论了电导率、磁化率和板厚等参数以及支承条件对板结构的振动频率与磁弹性临界磁场的影响。     

用弓形位移传感器监测表面裂纹扩展

目前测定表面裂纹疲劳扩展速率一般采用降勾线法.要使勾线清细均匀,显示裂纹形状变化规律而不致失真,必须合理控制每次变载时机.为此,特研制出了弓形粘着式位移传感器.实践证明,它具有较高的灵敏度,能及时反映裂纹的扩展,具有良好的使用特性,可用来监控整个测试过程,可使控制变载程序自动化,是监控表面裂纹扩展的理想仪器.也可用于其它静、动态测试场合.该弓形位移传感器的构造如图1所示.其工作原理是:在测试前先用快干胶把它跨裂纹粘     

血管支架撑开均匀性问题的随机模型研究

撑开均匀性是血管支架的一个重要力学性能,它对于筋的安全性有极大的影响作用.论文研究支架筋的宽度对于撑开均匀性影响规律.建立了基于串联模型的撑开均匀性力学模型;给出了激光切割过程中微管中心偏移量对于筋宽度的影响关系;建立了撑开均匀性随机分析的方法.论文组织了两个算例,详细说明了对该方法的应用,实现了激光偏心距发生随机变化时,对于血管支架撑开性能的随机分析.     

一种新的磨损颗粒定量分析指标

通过改进传统的直读式铁谱仪研制了一种新型的金属磨粒分析仪,利用该仪器考察了不同条件下的铁磁性颗粒油液,弱磁性颗粒油液及其颗粒混合液在沉积管内的沉积特性,并重新定义了磨损颗粒定量分析,总磨损量指标Ｑａ,给出了确定其报警值插足 方法。     

无润滑条件下聚醚醚酮的磨损机制及其磨屑形态的研究

为了将分形几何引入摩擦学研究，在考察无润滑条件下聚醚醚酮磨损机制的同时，研究了这种材料的磨屑形态．结果表明，对应于不同的磨损率，磨屑呈现出不同的几何形态，磨屑的分形维数与载荷的关系同材料磨损状况的改变相对应．以此为基础，有可能根据磨屑的分形特征发展一种实时原位监测高分子材料摩擦部件磨损状态的新技术     

硬度对碳钢微动磨损行为和磨屑组分的影响

人们已经研究过诸多因素对金属和合金微动磨损行为的影响，但对试样硬度与磨屑组分、微动磨损表面形貌及压实氧化物层的形成之间的关系却还很少有人研究。因此，利用ＳＤＶ微动磨损试验机在室温下于大气中就硬度对４５＾＃钢微动磨损行为和磨屑组分的影响进行了考察。     

基于粗集—神经网络的磨粒模式识别

应用粗集理论中最小约简的近似算法 ,对磨粒的形状参数进行约简 ,找出判断磨粒模式的形状参数长短轴比 Rt和圆度 Rd,同时采用这些参数训练神经网络以进行磨粒模式识别 .结果表明 :应用此算法 ,对 63个已知样本和历时 2年多对柴油机 1 4 5个润滑油油样进行制谱分析判断 ,准确率在 90 %以上 ,比原来用模糊识别的准确率提高了约 1 0个百分点 ;使用 BP网络减化了网络结构 ,使网络的训练速度加快 ,整个系统变得简单、可靠、有效     

基于径向基函数神经网络的磨粒识别系统

应用磨粒形状特征参数、颜色特征参数和表面纹理特征参数对磨粒形态进行量化表征，并以此为输入矢量，引入径向基函数神经网络对磨损微粒进行自动分类识别，建立了适用于磨粒识别的径向基函数神经网络模型，并给出了具体算法．应用实例表明，径向基函数神经网络的收敛速度和识别率优于传统的BP神经网络．     

磨粒的三维表面特征描述

介绍了三维表面粗糙度参数和表面纹理指数,采用三维表面高度偏差Sa、均方根Sq、表面斜度Ssk、表面峭度Sku等粗糙度参数和表面纹理指数Stdi描述磨粒的三维表面特征,选用油液分析获得磨粒,对其表面特征进行实例分析.结果表明,运用上述参数能够很好区分不同类型的磨粒表面特征.     

人工关节材料磨屑分离与表征的研究进展

人工关节长期磨损或离解产生的磨屑将引起一系列生物学反应,使关节假体产生无菌性松动进而影响人工关节置换术的长期疗效。研究人工关节假体运动过程中产生的磨屑形态、数量及其产生机理,对提高人工关节的耐磨性和使用寿命具有重要意义。本文中重点阐述人工关节材料磨屑分离与表征的研究进展,并对其发展趋势进行展望。     

聚四氟乙烯磨损机理的探讨

作者用MPX-200型栓-盘摩擦磨损试验机测试了模压聚四氟乙烯的磨损性能,考察了滑动速度、负菏、温度及偶件表面粗糙度对磨损的影响。磨屑分子量的测试结果表明,其大小与聚四氟乙烯磨损的严重程度成正比;磨屑的分子量比聚四氟乙烯本体的小,在本试验条件下磨屑分子量的降低为2—3个数量级;当超过极限PV值时,磨屑分子量的下降幅度急剧变小。作者指出,聚四氟乙烯之磨损随温度的变化与其所处的力学状态有关。通过电子显微镜和电子探针对试样、偶件和磨屑的表面观察,作者提出了聚四氟乙烯薄带状磨屑的形成机理,认为它是由聚四氟乙烯分子链受剪拉伸成束及较弱的束断裂的形式所产生。