涡流相控阵磁场的分析

涡流相控阵技术的核心问题是由探头阵在空间激励一个圆形旋转磁场.但由于该探头阵磁场边界条件十分复杂,很难用解二阶偏微分Maxwell方程组的方法求出.本文从工程实际出发,在作一定假设条件下,分析了涡流相控阵磁场,以证实该旋转磁场的存在,并探讨影响该旋转磁场的诸因素,通过实验证实理论分析是正确的。     

磁场影响水溶液冰晶的试验及装置

为寻找生物组织低温无损保存的新方法,研究了磁场对KMnO4溶液冰晶形成的影响.建立了不同形式的磁场发生装置,包括旋转磁场、方波叠加正弦波磁场、50kHz磁场.为保证样品降温过程慢速均匀,运用虚拟仪器技术建立了温度测控系统.使用低温显微系统对磁场影响下样品冰晶的形态进行了记录.结果表明,低频旋转磁场对生物溶液冰晶的形成产生了影响,尤其50kHz交变磁场对溶液中冰晶的生长具有较为显著的抑制作用,说明在易于产生的低冷冻速率下,交变磁场对生物组织的低温无损保存研究具有重要意义,适合实际应用.     

微重力环境下横向旋转磁场对热表面张力流的影响

微重力环境下外加磁场可以有效地控制浮区法晶体生长中的热表面张力流,从而提高半导体晶体生长的质量。在比较相同强度（7 mT）的横向静态磁场与横向旋转磁场对热表面张力流影响的基础上,研究了外加横向旋转磁场（旋转频率50 Hz）对三维半浮区熔体热表面张力流的控制。结果表明：横向旋转磁场对熔体产生周向搅拌作用和轴向抑制作用,其有助于三维热表面张力流转变为二维轴对称流动。浮区法晶体生长中,横向旋转磁场是一种比较理想的熔体对流控制方法。     

磁场对胆石中胆固醇溶解作用的影响

研究了旋转磁场、静磁场、脉冲磁场对胆石中胆固醇溶解作用的影响。对样品中胆固醇的含量进行了定量分析，测定了溶出百分数。结果表明，上述磁场对胆石中胆固醇的溶解均有不同程序的促进作用。     

微砂轮电化学放电修整技术

基于电化学放电加工的电极损耗原理,提出一种新的微砂轮修整工艺——电化学放电修整方法.阐述了其修整原理,同时,通过对比修整前后微砂轮的表面形貌、磨削力和工件表面质量来评估修整效果,通过微磨削试验来分析加工工艺参数对修整效果的影响.结果表明:修整后,微砂轮的磨削力和工件表面粗糙度显著降低;使用32V电源电压、质量浓度为300g/L的NaOH溶液修整后,微砂轮的法向磨削力和工件表面粗糙度最低.通过电化学放电修整可以显著改善微砂轮的磨削状态,提高加工效率和工件表面质量,延长微砂轮使用寿命.     

磁场电化学光整加工研究

建立了磁场电化学光整加工中离子运动轨迹方程,通过旁通分析了磁场对光整加工的作用及整平机制。研究结果表明：（１）磁场活跃了离子运动轨迹,改变了离子到达试件表面的方式,从而改善了表面粗糙度;（２）磁场的搅拌作用,加强了液相对流,离子的扩散和迁移,改变了电化学反应,使极间电流强度增大,加工效率提高;（３）磁场、电场和电极间隙存在最佳匹配关系。     

带电粒子在旋转磁场中的运动分析

本文对带电粒子在旋转磁场中的运动作了比较仔细的分析,求得了粒子的运动方程,讨论了粒子的运动轨迹及其受磁场约束的可能性问题.     

相干脉冲下磁通量子比特的几何量子计算

首先计算了旋转磁场下自旋1/2粒子的绝热几何相位。用微波电流脉冲控制量子比特,导致量子比特里产生振荡的磁场。这个效应可以通过一个扰动的哈密顿量增加到总哈密顿量里,对哈密顿量进行旋转变换,得到磁通量子比特哈密顿变化的总效果类似于一个自旋1/2粒子在旋转磁场中的行为,进而计算出相干脉冲下磁通量子比特的几何相位,给定参数得到单比特量子逻辑门。最后简述了基于几何相位设计两比特受控非门。     

旋转磁场对铝铸件表面合金化的影响

采用铸渗技术和旋转磁场在铝合金铸件表面涂渗复合涂层,以改善铝合金铸件的表面性能。试验结果表明:在旋转磁场作用下,有助于铸件表面的合金化。铸件表面硬度随浇注温度和磁场搅拌电压的增加而增加,最佳浇注温度和磁场搅拌电压分别为850℃和50 V。     

医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究

为了提高医用钛合金（TC4）抛光中的精度以及效率,采用基于海尔贝克磁场阵列的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金. 利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度,将过氧化氢溶液作为氧化剂来进行抛光加工. 通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S磁场阵列,改变羰基铁粉的活性来验证实验可行性,研究了加工间隙、主轴转速以及磨粒粒径对工件表面粗糙度以及接触角的影响规律. 结果表明,海尔贝克磁场阵列比常规N-S磁场阵列有更高的磁场强度;采用本文方法抛光的医用钛合金表面粗糙度比单一纯磁流变抛光降低80%;当加工间隙为0.8 mm,主轴转速为400 rad/min,磨粒粒径为1 μm时,可使工件表面达到光滑效果,表面粗糙度最优可达15.5 nm,同时测量出实验组钛合金表面接触角数值多数小于90°. 应用该方法抛光医用钛合金可以得到超光滑表面,表面具有亲水性,符合医用钛合金标准.     

微沟槽周期结构表面的磁性复合流体微纳光整研究及实验教学装置应用

针对磁性复合流体黏度可控的特性,研究一种微纳沟槽表面可控抛光加工方法及工艺,实现低成本、可控微纳结构表面加工技术,并将其应用于微纳加工实验教学。采用磁性复合流体作为抛光液,设计端面式和圆周面式两种磁性复合流体抛光机构;根据周期性微米级沟槽表面结构特点,采用圆周面式磁性复合流体抛光机构进行微结构表面抛光加工实验;设计加工工艺,通过实验对比微沟槽周期结构表面加工效果,验证了实验装置及微结构可控抛光加工方法的有效性,实现微沟槽周期结构表面材料可控去除加工。该装置结构紧凑,使用与维护成本低,有效填补面向机械专业制造类课程的微纳加工实验教学装置技术空白。     

尖状磁场约束等离子弧的实验研究

本文设计出尖状磁场约束等离子弧的装置，进行了磁场约束等离子弧的加工实验。并且研究了约束等离子弧的截面形状、弧电压等特性，分析了约束等离子弧的加工质量。     

Magnetic Electrochemical Finishing Machining

How to improve the finishing efficiency and surface roughness have been all along the objective of research in electrochemical polishing. However, the research activity, i.e. during electrochemical polishing, directly introduce the magnetic field to study how the magnetic field influences on the finishing efficiency, quality and the electrochemical process in the field of finishing machining technology, is insufficient. When introducing additional magnetic field in the traditional electrochemical pol...     

电化学加工在汽车涡轮叶片加工方面的应用

叶片电化学加工过程十分复杂,涉及多种物理场的耦合,包括流场、电场和热场等,所以其加工过程很难被预测。COMSOL是主流的电化学加工模拟仿真软件,通过计算机仿真的方式可预先模拟和预知叶片加工的过程,然后再做实验进行验证对比。电化学加工的高效率、无残余应力等优点,将会使其在叶片加工方面的应用更为广泛。     

高频窄脉冲电解加工的机理研究

探讨了高频窄脉冲电解加工（HSPECM）的机理。结果表明：HSPECM的强脉冲效应，改善了电解加工极间的间隙特性；强压力波，大脉冲间反向电流以及微火花均产生强烈的去极化作用，改善了电流效率特性，缩小了加工截止间隙，这些均强化了阳极溶解的集中蚀除能力，并实现了微小间隙加工。工艺试验证明，上述变化可导致高加工精度，高表面质量和高效率。用HSPECM加工的型腔试件其圆度达到0.02mm，重复精度在0.05mm以内，表面粗糙度在Ra0.60μm以下，使电解加工从半精加工水平提高到了精加工水平。     

金刚石节块工具电解修刃法研究

根据电解电流密度与加工间隙的关系,提出一种新的金刚石节块工具电解修刃法.用检测电流的方法,设计和研制随间隙状态变化能量可控的脉冲电解电源,用于金刚石节块电解修刃,以实现电解电蚀层厚度的基本可控,从而可实际控制金刚石的出刃高度.结果表明,间隙值的扩大伴随电流密度的显著下降,检测电解电流控制脉冲能量的方法对实现电蚀层厚度基本可控是可行的,可让金刚石突出一定高度.     

液晶的磁旋光特性

为深入了解液晶的磁旋光特性，利用矩阵方法分析研究了液晶的旋光效应，导出了液晶旋光的矩阵表示．通过测量磁场作用下向列型液晶的旋光角及透射比，研究了液晶的磁旋光特性．详细分析了磁场对液晶分子轴旋转和透射比的影响，做出了液晶分子轴旋转角和透射比与磁场强度关系的曲线．通过改变磁场方向进行实验测试．发现液晶的旋光方向与垂直入射液晶盒的磁场方向无关。     

超高频群脉冲电化学加工中脉冲对极间间隙和流场的影响

研究超高频群脉冲(UGP)电化学加工中脉冲电压对底部间隙、侧面间隙和极间流场的影响.建立了群脉冲电化学加工中底部间隙和侧面间隙的数学模型,并基于流体中的气泡脉动建立了超高频脉冲作用下极间压力波的数学模型,采用数值模拟讨论了超高频群脉冲信号对加工间隙和极间压力波的影响.研究表明,群脉冲信号能够进一步减小加工间隙,进而增强压力波作用;超高频脉冲作用下的压力波比高频脉冲压力波更加强烈.超高频群脉冲电化学加工能够在高频电化学加工的基础上进一步减小间隙和改善流场,提高加工质量.     

基于变密度法的电解加工机床结构优化设计

为了提高复杂型面/型腔零件电解加工的精度和质量,开展了可实现直线和旋转复合进给运动的卧式电解加工机床的优化设计工作。使用UG软件对卧式机床进行三维建模,并将简化后的机床模型导入ANSYS Workbench软件中进行静力学分析,依据变形分布云图和应力分布云图分析机床结构刚度;对运动台结构进行模态分析,确定前6阶固有频率和振型,并采用变密度拓扑优化方法进行优化设计;最后,在考虑结构工艺性的基础上进行了结构再设计,实现了机床的轻量化设计目标。所研制出的电解加工机床具有足够的刚度和稳定性,可以满足实际加工的要求。研究结果对电解加工机床的设计应用具有一定的参考价值。