The use of Taguchi method to optimize the laser welding of sealing neuro-stimulator

Titanium has high strength-to-weight ratio, corrosion resistance, excellent weldability and well biocompatibility. It is applied in various fields, such as medical and aerospace industry. Laser welding is major joint technology for titanium sealing in medical field. It is difficult for sealing thin titanium shell of the neuro-stimulator by laser lap welding. The key point for welding quality is the combination of laser welding parameters. In this paper, the effects of the Nd: YAG laser welding parameters is discussed and analyzed at first, and then a novel application of Taguchi's matrix method is proposed to optimize the selection of laser seal welding thin titanium shell, including the main parameters such as laser power, welding speed, defocusing amount and shield gas, finally the manufacture process for sealing neuro-stimulator is confirmed. The results show that Taguchi method has optimized process parameters of the laser welding on sealing thin titanium shell of the neuro-stimulator, and the device is equipped properly in medical treatments.     

4.5 GPa静水压活塞圆筒式高压装置的压力检测分析及压力校正

 本文提供了提高现有活塞圆筒式高压装置流体静压强的一种实验方法。成功地制作了锰铜丝压力计，并利用铋丝相变准确地做了压力校正。各箍的应力检测分析和相对位移测量都表明：无论压腔空载或充液时，在0.000 1~3.08 GPa均不显示出同步箍紧作用；上下缸的压强差偏大带来高压暴露的危险。为把流体静压强提高到3.08 GPa以上，建议改进设计；（1）内箍中箍合二为一，外箍分为上下二层，将增加箍力；（2）调整各箍之间接触圆锥面的面积，将有助于同步箍紧；（3）增大密封套圈的无支承面，将减少上下缸压差，有利于安全运行。     

轮缘密封整周模型流动与封严特性数值研究

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明:盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。     

核主泵静压型轴封系统二级密封机理研究

核主泵轴密封是核电设备的关键部件之一,探究其密封机理,实现国产化设计,具有重大意义.核主泵静压型轴封系统二级密封一般设计为一级密封失效时承受全部载荷.所研究的二级密封结构全压差(15.5 MPa)工作时的密封机理尚不明确.本文中采用流固耦合模型研究了一级密封失效时,二级密封的工作机理.结果表明:一级密封失效时,二级密封是非接触式静压型密封.在压差和动环变形环板变形产生的力的共同作用下,密封端面形成锥角为1 300.9μrad的收敛间隙;当入口水温65℃时,泄漏率为1 867.8 L/h.动环变形环板的变形有阻碍动环变形锥角增大的作用.动环变形环板厚度越大,密封泄漏率越大.密封介质入口温度以及材料的摩擦性能对密封性能亦有影响.此外,一级正常工作时,二级密封是接触式形式,采用混合润滑模型对其性能作了分析,分析表明一级密封正常工作时,二级密封压差约为0.17 MPa,密封为混合润滑状态,泄漏率为11.4 mL/h,端面温升23.9℃.     

核电站一回路用机械密封

机械密封在各类核电站的一回路中有大量应用.核电站一回路用机械密封是核电站的关键部件之一,其性能好坏很大程度上决定着核电站能否长周期安全可靠运行.本文以几种具有代表性的核电站反应堆堆型为例,对其一回路用机械密封进行了介绍,这些反应堆分别以水、氦气和液态金属为冷却剂并跨越第二代到第四代核电技术.首先介绍了压水堆核主泵机械密封,分别叙述了美式风格的流体静压型核主泵密封及欧式风格的流体动压型核主泵密封的结构特点、工作原理和最新的基础研究状况;随后介绍了高温气冷堆氦气轮机/氦气风机干气密封的结构特点、使用要求及相应的针对性设计;最后介绍了钠冷快堆钠泵机械密封,包括1种惰性气体缓冲、油膜润滑的三级串联式机械密封和1种直接以液态金属润滑的螺旋槽式机械密封.     

动静压混合式气体密封的特性分析

基于气体动压式和静压式密封原理,提出了新型的动静压混合式气体密封(简称混合式密封),介绍了该密封的工作原理.采用有限元法,利用Matlab数值软件,求解了混合式密封及动压式密封和静压式密封端面间气膜的Reynolds方程,得到气膜的压力分布,进而求得了密封的性能参数,如开启力、稳态刚度、泄漏率、摩擦功耗等.比较了不同端面结构的混合式密封与静压式和动压式密封的密封性能,并分析了混合式密封及静压式密封在失去气源情况下的密封性能.结果表明:与动压式密封相比,在同一气膜厚度下混合式密封获得的开启力更大,气膜厚度增加时仍具有较大的刚度;混合式密封可实现静压开启,动压运转;由于同时具有动压效应和静压效应,混合式密封工程应用范围更广;此外,混合式密封的特性参数可以通过在线调节阻封气压来改变.     

基于Ogden公式的充压伸缩式水封非线性计算研究

考虑橡胶类止水材料性能对水封设计的重要作用,论文采用Mooney-Rivlin公式和Ogden公式对橡胶类止水材料的单向拉伸、单轴压缩和纯剪实验数据进行曲线拟合与研究.结合工程实例将该两种公式的拟合参数应用于充压伸缩式水封自由外伸量的非线性有限元计算中,并将计算结果与该水封自由外伸量模型实验进行对比研究.结果表明:Og...     

高性能镁合金丝的制备及其弯曲性能研究

采用快速凝固(RS)、往复挤压(RE)和正挤压(EX)制备了具有细晶组织的合金丝。丝材的成分为Mg-6.0%Zn-1.0%Y-0.6%Ce-0.6%Zr,直径为Φ2.08 mm~Φ1.50 mm。在前期SEM和STEM分析组织、弯曲极限能力研究基础上,对Φ1.60 mm丝材进行了不同工艺的热处理研究,然后用Instron 5500R试验机分析了丝材的拉伸、弯曲和曲直性能。研究表明,选用300℃保温10 m in,然后水淬T4处理工艺,丝抗拉强度和延伸率分别为402 MPa和12%。在弯曲直径为~6.28 mm情况下,最大弯曲压下速度Vb-m ax为4 mm.m in-1,弯曲压力为59 N,曲直时拉力为59 N。而T6处理后,可以获得高强度和高塑性结合的丝材。实验表明,350℃保温3 h水淬+150℃保温1 d,是最好的T6工艺。处理后,丝材的σb为448 MPa,δ为7.5%。最大弯曲压下速度Vb-m ax为6 mm.m in-1,弯曲压力为52 N,曲直拉力为50 N。     

Reciprocating Motion of a Self‐Propelled Object on a Molecular Layer

The mode change of a simple autonomous motor depending on the nature of a monolayer on water is investigated. A camphor disk is floated on a molecular layer of N‐stearoyl‐p‐nitroaniline (C₁₈ANA), which gives a surface‐pressure (π)–area per molecule (A) isotherm with a local maximum and a local minimum. The nature of the camphor motion changes depending on A, and in particular, reciprocating motion is observed at a lower A while cutting out its own trajectory of motion. The characteristic motion of a camphor disk depending on A is discussed in relation to the π–A isotherm of C₁₈ANA and the influence of the molecular interaction between molecules on the driving force of motion.