使用选区激光熔化(SLM)技术制备了Ti6Al4V钛合金体心立方多孔结构, 分别研究了线能量密度和微杆直径对体心立方多孔结构成形方向(Z向)和非成形方向(X/Y向)压缩性能的影响。结果表明, 采用SLM技术成形的体心立方多孔结构存在明显的各向异性。随着线能量密度的下降, 体心立方多孔结构的抗压强度先增大后减小, 其各向异性程度在最优参数下达到最低。随着微杆直径的减小, 体心立方多孔结构的各向异性程度逐步降低; 当微杆直径降至0.4 mm时, 各向异性程度仅为3%左右。研究表明, 即使是各向同性的多孔结构, 采用SLM技术成形后, 也会表现出明显的各向异性; 这种各向异性与成形质量和层间界面有关, 通过调整工艺参数及修改模型特征尺寸可以在一定程度上减弱这种各向异性。

为降低TC4钛合金选区激光熔化(SLM)的成型方向(Z向)误差, 考察了SLM过程中粉体熔化导致的Z向误差产生和变化的过程。建立了Z向误差累积和补偿数学模型, 并提出了对应的补偿方法。通过成型实验对模型的有效性进行了验证。实验结果表明, 这些模型能够有效地描述TC4钛合金SLM的Z向误差累积和变化的规律; 依照模型提出的补偿方法能够大幅减小Z向误差。相比于传统的Z向误差分析方法, 新模型更加准确, 为未来金属材料SLM成型的误差控制和最优层厚的快速选择提供了参考依据。

为了在保持转动刚度变化不大的情况下, 使得LET (Lamina Emergent Torsion)柔性铰链能够适用于存在轴向载荷的场合, 即拥有较大的轴向刚度, 本文对LET的结构进行了适当改进, 设计了一种新型柔性铰链——抗拉LET柔性铰链。基于抗拉LEMs (Lamina Emergent Mechanisms)柔性铰链结构, 将整个抗拉LET柔性铰链等效为弹簧刚度模型, 并对该弹簧刚度模型进行理论建模, 得到封闭解。之后采用ANSYS软件, 建立其有限元模型, 分析其在转动载荷和轴向载荷两种不同场合下的形变, 并同之前的理论模型进行比较。结果表明, 采用弹簧刚度模型得到的等效刚度解与仿真分析结果较为一致, 抗拉LET柔性铰链的弯曲刚度仅是传统LET柔性铰链的1.12倍, 而拉伸刚度却是它的76.43倍。在弯曲刚度没有大幅变化情况下, 抗拉LET柔性铰链的抗拉刚度明显增大, 抗拉能力大大提高, 表明抗拉LET柔性铰链的结构设计符合预期要求。

简单介绍了光纤温度传感器的原理及分类, 并分别介绍了光纤Fabry-perot干涉型温度传感器、半导体吸收型光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器的工作原理及最近几年来的研究现状, 阐述了各种温度传感器的机理、实验装置和研究结果, 最后对其进行了对比分析.

对临床上常用的2 450 MHz微波在均匀介质中的电透入深度进行了分析,基于生物组织的热波模型,研究了生物组织吸收微波能的热效应;实验采用红外热成像仪测温,以2 450 MHz的微波辐射器辐照均匀的分层仿生体模,根据实验数据对微波热疗中透热深度进行了研究,说明微波的透入深度和透热深度的区别,并给出微波辐射器的功率、辐照距离和辐照持续时间对透热深度的影响。结果表明:当采用增大功率、延长辐照时间和近距离辐照等手段,都可以提高微波在人体的透热深度,为体外微波热疗中的人体传输模型建立及热疗的无损测温与控温奠定实验基础。

针对弯曲刚度大小不等的两种床身模拟件,采用与环境温度变化或摩擦热作用相似的热源对其进行热态模拟,讨论了在稳定热源下的三维传热特性.并利用有限元程序计算出同一热源在放出热能不同情况下模拟件的温度场分布.与实验测得的温度场对比结果表明,二者基本吻合.热变形实验结果表明,在相同的温差情况下,刚度较小的床身模拟件的热态几何精度明显优于刚度较大的床身模拟件的热态几何精度.因而,从改善机床床身的结构出发,本文创造性地提出的通过适当降低床身模拟件的弯曲刚度,并解除其它部件对床身模拟件变形的束缚,使其床身模拟件的重力变形能自动地补偿环境温度变化或床身与工作台之间摩擦等热源引起的热变形的这一原理.该原理为基本消除大型精密机床的热变形提供了一种新方法.