孙剑 1,2冯玉涛 1,*畅晨光 1,2王炜 1[ ... ]胡炳樑 1
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
针对现有结构无法满足大尺寸差分干涉仪稳定性固定,以星载近红外差分干涉仪稳定性结构为研究目标,优化选择光学材料实现实体差分干涉仪的热补偿,提高了光学元件温度稳定性;以支撑结构的最大结构应力和光机粘接面处最大剪切应力小于许用应力为优化目标,建立数学模型,优化设计支撑结构参数,调节组件基频,提高了组件的力学稳定性。有限元分析支撑结构最大应力65.56 MPa,小于材料的抗拉强度,光机粘接面最大剪切应力3.4 MPa;环境温度变化5 ℃,分光棱镜面形RMS最大变化量1.671 nm,热应力带来的干涉图畸变可忽略。力学振动试验前后,光学测试干涉条纹频率(50个条纹数)未发生变化,差分干涉仪结构满足星载力学环境条件。该方法也适用于棱镜式干涉仪稳定性支撑结构。
近红外差分干涉仪 最优结构 数学模型 结构应力 剪切应力 面形 Near-infrared Doppler asymmetric spatial heterodyne interferometer Optimal structure Mathematical model Mechanical stress Shear stress Surface shape 
光子学报
2023, 52(11): 1122001
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院,贵州 遵义,563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川 绵阳,621900
磁流变抛光在其实际工作过程中,抛光区域几何特征的不同将会对流场创成的关键参数产生很大的影响。针对此问题建立三维模型与实验仿真展开研究。在研究抛光区域几何特征与流场创成关键参数的关系时,先改变抛光区域形状,观察其对流场创成中剪切应力、压力产生的影响;再控制抛光区域的形状相同时,通过改变抛光区域尺寸大小,观察对流场创成中剪切应力、压力产生的影响。结果表明:当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时剪切应力最大,抛光区域为凸面时剪切应力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而增大;当抛光区域形状为凹面,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而减小。当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时压力最大,抛光区域为凸面时压力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而增大;当抛光区域形状为凹面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而减小。
磁流变抛光 几何特征 剪切应力 抛光压力 超精密表面 magnetorheological polishing geometric characteristics shear stress polishing pressure ultra-precision surface 
强激光与粒子束
2021, 33(10): 101003
作者单位
摘要
1 北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124
2 浙江大学医学院附属儿童医院国家儿童健康与疾病临床医学研究中心, 浙江 杭州 310003
利用共聚焦拉曼光谱技术, 对人工心脏泵不同剪切应力下受到亚损伤的红细胞进行实验研究, 验证拉曼光谱对红细胞亚损伤程度的评估能力, 为血液损伤评价提供了一种新的思路。 实验采集血红蛋白和红细胞的拉曼光谱标准谱图并进行对比分析, 以确定红细胞谱图特征峰的归属。 用血液剪切力试验平台对测试血样施加暴露时间为1 s, 大小分别为0, 50, 100, 150, 200, 250和300 pa的剪切力。 利用共聚焦拉曼仪器, 在10倍长焦物镜, 532 nm激光光源波长, 积分时间10 s, 积分次数2次, 2.5 mW功率下采集剪切应力作用后的红细胞拉曼谱图。 通过归一化的方法对比红细胞的拉曼谱图变化, 评估红细胞亚损伤的程度, 运用曲线拟合方法对特征峰和剪切应力进行拟合, 验证拉曼光谱对红细胞亚损伤的评估能力。 对比血红蛋白和红细胞的拉曼光谱标准谱图发现, 红细胞谱图能够反映血红蛋白的内部结构。 且结果表明, 拉曼光谱法可以用于区分不同剪切应力下亚损伤的红细胞, 推断剪切应力可以透过细胞膜从而影响到其内部的血红蛋白结构。 且随着剪切力的增大, 1 376 cm-1位置左侧谱线呈现明显抬高趋势, 1 549和1 604 cm-1位置的峰强增高, 1 639 cm-1位置的氧浓度标记带ν10振动谱带减弱。 其中1 549 cm-1位置的峰强为亚铁离子高自旋带, 在不同剪切力的作用下, 峰强差异表现最明显, 与剪切应力呈明显的正向线性关系, 拟合效果良好。 拉曼光谱法检测样本处理简单、 耗时短、 操作简便、 重现性好, 且可以精确的检测到细胞内部结构的细微变化, 可以评估红细胞的亚损伤程度, 弥补了传统评价溶血的方法的不足, 为人工心脏泵血液损伤评价提供了新的技术手段, 拓宽了拉曼检测方法的应用领域。
红细胞 血红蛋白 拉曼光谱 血液损伤 剪切应力 人工心脏 Red blood cell Hemoglobin Raman spectroscopy Blood injury Shear stress Artificial heart 
光谱学与光谱分析
2021, 41(6): 1811
作者单位
摘要
上海理工大学 机械工程学院, 上海 200093
根据光学玻璃元件超精密加工技术的需求,研究自旋转式和行星旋转式磁性复合流体(MCF)抛光的应力分布和材料去除率。首先,设计可实现自旋转和行星旋转抛光装置,搭建抛光实验平台;然后,进行自旋转式和行星旋转式MCF抛光实验,通过自行设计抛光应力分布测试实验分析了两种抛光方式的应力分布规律;最后,通过定点抛光实验,对抛光前后的工件表面轮廓进行检测,计算并分析两种抛光方式的材料去除率。实验结果表明,立式的两种抛光方式,正应力均明显大于剪切应力,工件外侧受到的剪切应力大于中心受到的剪切应力,行星式抛光的材料去除率明显大于自旋转式抛光的材料去除率。
磁性复合流体 抛光 正应力 剪切应力 材料去除率 magnetic composite fluid polishing positive pressure shear stress material removal rate 
光学仪器
2018, 40(5): 78
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
2 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
3 中国空气动力研究与发展中心, 四川 绵阳 621000
提出了一种感测单元不直接接触流场的微剪切应力传感器结构,详细阐述了其感测单元MEMS制作工艺。采用热氧化硅掩膜方法解决了硅深刻蚀的选择比问题;优化后的硅深刻蚀工艺参数:刻蚀功率1600 W、低频(LF)功率100 W,SF6流量360 cm3/min,C4F8流量300 cm3/min,O2流量300 cm3/min。采用Cr/Au掩膜,30 ℃恒温低浓度HF溶液解决了玻璃浅槽腐蚀深度控制问题;喷淋腐蚀和基片旋转等措施提高了玻璃浅槽腐蚀表面质量。采用上述MEMS工艺制作了微剪切应力传感器样品,样品测试结果表明:弹性悬梁长度和宽度误差均在2 μm以内、玻璃浅槽深度误差在0.03 μm以内、静态电容误差在0.2 pF以内,满足了设计要求。
高超声速飞行器 剪切应力传感器 硅深刻蚀 喷淋腐蚀 hypersonic aircraft micro shear stress sensor silicon DRIE spray etching 
强激光与粒子束
2017, 29(10): 104103
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
采用模拟与实验相结合的方式研究激光透射焊接件拉伸过程中的应力分布和拉伸件的失效行为。以PA66激光透射焊接件为研究对象,建立了焊后拉伸数值模拟模型,模拟得到了焊接件的拉伸载荷-位移曲线和拉伸变形情况,并与拉伸实验进行对比和验证;对拉伸过程中焊接件的剪切应力和Von Mises应力分布进行分析,从剪切和拉伸失效方面探究拉伸件的失效行为。拉伸实验验证了拉伸数值模拟模型能较好地预测焊接件的拉伸变形情况;数值模拟得到最大剪切应力发生在焊接界面上长方形焊接区域的4个角点附近,即剪切失效的起始位置,且由于最大剪切应力远小于PA66的剪切强度,拉伸件发生剪切失效的可能性较小。预测的焊接件拉伸失效形式及失效位置与实验结果吻合,验证了数值模拟方法的准确性和拉伸数值模拟模型良好的可靠性。
激光技术 激光透射焊接 拉伸数值模拟 剪切应力 Von Mises应力 拉伸断裂 失效行为 
中国激光
2016, 43(6): 0602003

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