基于压电陶瓷的光学微扫描器及其有限元分析

研究基于压电陶瓷和柔性铰链的光学微扫描器及其放大机构的位移放大原理,分析单轴圆弧型柔性铰链性能,利用有限元方法对光学微扫描器的柔性铰链放大机构进行仿真.结果表明:柔性铰链的最小厚度值为圆弧半径的2倍时,微扫描器位移放大结构达到稳定位移,放大机构的放大率提高到压电陶瓷驱动位移的3.25倍,进一步验证了放大机构设计的合理性.     

一种新型微位移放大机构设计与特性分析

基于柔性铰链的传导性,运用杠杆原理设计了一种全对称结构的二级微位移放大机构,该机构具有无附加方向上位移及运动精确等优点.建立了微位移放大机构的仿真模型和运动学模型,给出了工作原理;根据机构学原理推导出了机构位移放大比,运用ANSYS13.0对该机构进行有限元仿真,得出了实际输出位移、放大比及该机构的固有频率.放大比误差为7.46%;误差分析主要原因为在理论模型中采取简化分析,忽略了柔性铰链伸长变形导致的中心偏移,并且假设了除去柔性铰链外,其他的部分全为刚性.本文研究为微位移放大机构的实际生产提供了理论依据.     

面向高精度放大比的微动机构设计与实现

以一种微位移放大模块为研究对象,提出一种以高精度放大比为目标的参数设计方法. 根据伪刚体模型法建立各柔性单元的变形协调关系,利用拉格朗日能量守恒原理推导出系统能量与柔性单元位移的对应关系,在此基础上采用系统能量均布原则使得结构参数关联化,实现了微位移放大模块结构参数的层递式设计. 同时应用有限元ANSYS软件对微位移放大模块进行仿真分析,对比分析表明该理论计算方法与软件仿真结果偏差为6.25%,为面向高精度放大比的微动机构参数设计提供了理论依据.      

新型活塞异形销孔加工方法

提出一种新型活塞异形销孔数控加工方法,采用一个基于压电陶瓷驱动的柔性铰链放大机构来实现镗刀的径向微位移.分析了放大机构的工作原理,提出了一种查表与实时检测相结合的控制方法.建立了消除压电陶瓷驱动器磁滞特性的数学模型,分析了柔性铰链刚度参数的设计方法及柔性铰链机构的动态特性.     

空间3-DOF全柔性微动平台的设计与分析

本文设计了一种空间3-DOF全柔性微动平台并对其进行了有限元仿真分析.基于Kutzbach-Gr bler公式对机构的自由度进行了计算;采用桥式位移放大机构作为微位移的放大机构,使微动平台的运动空间进一步扩大,并对桥式微位移放大机构的放大比进行了理论计算与ANSYS有限元仿真分析,理论计算与仿真结果的误差为;对微动平台利用ANSYS workbench进行仿真分析,其误差为;研究结果为以后柔性微动平台的设计与制造起到了积极的指导作用.     

对称四杆柔性铰链机构输出性能优化分析

对称四杆柔性铰链机构具有低耦合、输出位移大等特点,为优化其输出性能,采用有限元法分析了不同的切口轮廓对对称四杆机构输出位移的影响,得出了直角型切口更有利于位移输出的结论.在此基础上,研究了主要尺寸参数对直角型对称四杆机构输出位移的影响,并得出了相应结论.     

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

利用四端铰接杆,提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比,并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明:与常规线性隔振器相比,在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减;同样,在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减,且谐振频率略微向高频移动;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.      

一种微位移柔顺放大机构的优化设计

基于柔性梁的动刚度矩阵以及矩阵位移法建立了一种微位移柔顺放大机构的伪静态参数化模型.该模型可以对新机构进行快速化运动预测和参数化运动分析，并且可以得到位移放大率的解析模型.通过模拟退火算法优化结构的尺寸与形状得到了一种新的机构，它的放大率相比于原始构型增加了9%且固有频率为409Hz，与有限元结果对比相对误差小于2%，验证了模型的准确性.分析了在负载与输入位移共同作用下新机构的放大率变化规律以及结构关键节点处的加工误差对输出位移的影响.结果表明，模型顶点与输出端的X方向加工误差对输出位移的影响最大.     

柔性结构微夹持器的分析及优化

针对压电陶瓷输出行程有限和微夹持器末端不易实现平行输出的问题,设计一种具有二级位移放大机构和位移导向机构的微夹持器。基于伪刚体模型推导微夹持器的放大倍率、输入刚度和固有频率的理论模型,并通过有限元分析验证理论模型的正确性。探讨各结构参数对放大倍率和固有频率的影响。基于统一目标函数法,以提高微夹持器的放大倍率和固有频率为目标,对微夹持器的各结构参数进行了多目标加权优化。优化结果表明,微夹持器的放大倍率和固有频率都有较大提升,优化结果符合预期。由此可知该微夹持器具有较大的输出行程与良好的平行输出性能,设计符合预期要求。     

基于桥式放大机构的薄膜致动器设计

提出了一种基于桥式放大机构的柔性薄膜致动器设计.该设计采用桥式放大机构提高致动器位移输出特性,利用并联耦合连杆机构降低输出漂移.采用理想模型和弹性梁理论,对薄膜致动器的运动学特性与形变位移模型建模,深入探究机构位移放大比和输出漂移误差.中心旋转对称式的机构拓扑构型,降低热变产生的寄生位移.通过ANSYS有限元模拟以及样机实验,验证致动器机构设计和位移放大比.采用MEMS工艺设计的样机,最大输出位移为50μm,位移放大比为23.设计参数满足约束要求时,机构输出位移大小只与并联输入位移的均值相关,径向位移不会因输入位移大小的差异产生.     

Mechanism of the interaction between Au nanoparticles and polymerase in nanoparticle PCR

Nanoparticle PCR is a novel method to optimize DNA amplification. It performs well in improving specificity, enhancing sensitivity and speed. Several mechanisms were proposed in previous studies: one was based on the interaction between gold nanoparticles (AuNPs) and DNA while the other was attributed to the heat transfer property of AuNPs. In this paper, we propose that the interaction between AuNPs and DNA polymerase can significantly influence PCR. First, the addition of DNA polymerase can eliminate the inhibitory effects of excess AuNPs. Second, the addition of AuNPs will increase yield of the desired PCR product and make the optimum concentration of DNA polymerase move to higher value. Third, while excess polymerase might inhibit amplification efficiency, AuNPs can reverse this process and the yield of PCR amplification. Based on these results we propose a possible mechanism that AuNPs might modulate the activity of polymerase and improve PCR amplification.     

一种新的PKI证书撤销机制

根据PKI证书撤销机制的评价标准，对当前几种证书撤销机制－分段式CRLs,Delta-CRLs和重叠发布CRLs进行了分析比较。针对这几种机制的优缺点，提出了一种新的PKI证书撤销机制－重叠发布滑动窗口分段式Delta-CRLs，分析了该机制的性能。该机制减小了信任方所需下载的CRL大小，降低了CRL库的峰值负荷和平均负荷，改善了时间碎片问题和可扩展性问题。     

多机构控制下的拖曳体三维水动力响应分析

以一种自主稳定可控制水下拖曳体为研究对象,分析匀速拖曳时在迫沉水翼和双尾推进器联合作用下拖曳体的三维水动力响应特性.首先根据已有的单控制机构(迫沉水翼或双尾推进器)作用下拖曳体的拖曳水池样机二维试验数据作为训练样本,采用LMBP算法,建立起基于神经网络理论的自主稳定可控制水下拖曳体水动力数值模型,以此为工具分析在两种控制机构联合操纵下拖曳体的三维水动力特性.数值模拟结果表明:利用这一神经网络模型可以对拖曳体在多机构控制动作下的三维水动力响应进行有效的数值仿真模拟.     

涂层硬质合金刀具的切削机理与性能特点

首先论述了涂层硬质合金刀具的基本性能和特点，然后对其切削机理（包括涂层的耐磨屏障机理、涂层的固体润滑机理和涂层与基体的匹配作用机理等）进行了分析．还讨论了涂层硬质合金的某些固有缺陷，并在此基础上探讨了涂层硬质合金刀具对于切削条件的适应性和选择性．     

Inter-receptor communication through arrays of bacterial chemoreceptors.

The sensing mechanisms of chemotactic bacteria allow them to respond sensitively to stimuli. Escherichia coli, for example, respond to changes in chemoattractant concentration of less than 10% over a range spanning six orders of magnitude. Sensitivity over this range depends on a nonlinear relationship between ligand concentration and output response. At low ligand concentrations, substantial amplification of the chemotactic signal is required; however, the mechanism responsible for this amplification remains unclear. Here we demonstrate that inter-receptor communication within a lattice acts to amplify and integrate sensory information. Synthetic multivalent ligands that interact through the low-abundance, galactose-sensing receptor Trg stabilize large clusters of chemoreceptors and markedly enhance signal output from these enforced clusters. On treatment with multivalent ligands, the response to the attractant serine is amplified by at least 100-fold. This amplification requires a full complement of chemoreceptors; deletion of the aspartate (Tar) or dipeptide (Tap) receptors diminishes the amplification of the serine response. These results demonstrate that the entire array is involved in sensing. This mode of information exchange has general implications for the processing of signals by cellular receptors.     

八面体桁架单元及其派生系所构成的空间伸展臂

基于空间机构学和拓扑理论,提出了5种八面体及其派生桁架单元;根据平衡矩阵的条件数和刚度矩阵的条件数与最小特征值,评价基本单元的结构特征。由基本单元构造了展开单元,进而构造了空间伸展臂;阐明了展开单元与伸展臂的工作机理,分析了机构特性,推导出单元体系转换过程的详细几何列式,验证了张力体系中力学与几何形式的统一,并更正了某些观点。     

稀土离子对TaqTMDNA聚合酶的抑制机理

在PCR扩增水平上研究了La^ 3和Ce^ 3对Taq^TMDNA聚合酶的抑制机理,采用动态荧光比色法测定PCR扩增产物浓度，证明了La^ 3和Ce^ 3在10～50μmol／L抑制DNA复制是由于其抑制了Taq^TMDNA聚合酶的活性所致,且该抑制属竞争性的抑制，得到了La^ 3和Ce^ 3对Taq^TMDNA聚合酶的抑制常数分别为12．7μmol／L和14．4μmol／L。     

普通钢筋混凝土规则框架的弹塑性地震反应

利用自编的非弹性动力分析程序对严格按我国规范设计的不同烈度区规则框架结构进行了多波输入下的地震反应分析.结果表明,修订后规范加严小震作用下的层间位移角控制条件可明显改善结构在大震下的位移反应;按修订前、后规范设计的9度区框架在大震下均形成了以梁铰为主的塑性耗能机构,预计能较好满足预定的抗震性态要求;按修订前规范设计的8度区二级抗震等级框架在大震下形成了其塑性耗能机构以柱铰为主、并存在出现层侧移机构风险的不利反应状况,按修订后规范设计的8度区框架的反应性态有所改善,但形成的塑性耗能机构中柱铰仍然偏多,表明其柱抗弯能力增强措施仍有进一步提高的必要;7度区框架的抗震性态比8度区框架略好,但抗震措施对柱的保护仍然不够,其柱抗弯能力增强措施也宜进一步提高.     

包络蜗杆分度凸轮机构的啮合原理及分析

首次提出了包络蜗杆分度凸轮机构的基本构思,即将业已成熟的蜗轮蜗杆（及齿轮）传动原理与技术,引入到分度凸轮机构的研究中,建立了包络蜗杆凸轮副的运动几何模型;并针对柱形面状的分度盘轮齿廓面（如渐开线柱面）,讨论了其共轭曲面的形状与特征、接触线分布规律、共轭的界限条件、诱导曲率等问题,奠定了此类机构的理论基础,为分度凸轮机构装置的设计与制造提供了理论依据。     

Kinematic Analysis of Elliptic-Gear ＆ Eccentric Slider-Crank ＆ Uniform-Pitch Screw Weft-Insertion Mechanism

In order to analyze the kinematic performances of elliptic-gear & eccentric slider-crank & uniform-pitch screw weft-insertion mcchanism proposed by us, kinematic mathematic models of the mechanism were established,and an aided analytic software was compiled. Influences of some important parameters on the kinematic characteristics of the mechanism were analyzed. A group of preferable parameters were obtained according to the software and some requirements. Comparisons of kinematic performances were made between the proposed mechanism and the variable- pitch screw insertion mechanism of C401 rapier loom manufactured by Vamatex Corp in Italy. The results show that the proposed mechanism can meet the requirements of inserting wefts.