基于电动旋转介电泳的生物粒子介电常数测试技术

建立了基于机器视觉系统测量生物粒子介电常数的测量平台,并对建立测试平台所涉及的测量介电常数的理论模型、电极设计及仿真、粒子角速度检测等关键技术进行了研究.研究结果表明:在电极腔中心区域的半径为电极腔中心到电极顶尖距离的1/2圆形区域为最佳区域,在这个区域中转矩的变化基本在5%以内,介电泳力很小,基本解决了测试过程中影响粒子测量精度的迁移运动问题,降低了粒子迁移造成的误差.另一方面,融合机器视觉技术和概率统计的算法,实现了对单个和多个粒子进行测量,且对粒子的形状没有特殊要求.测试平台具有较高的准确性和运行效率,同时具有良好的普遍适用性和鲁棒性.     

冠状动脉支架的设计与加工工艺

提出了面向激光雕刻管状冠状动脉支架的通用化制作工艺流程,包括支架的结构设计、材料选择、切割、真空退火和电化学抛光等关键工序.研究了金属覆盖率、网孔、轴向短缩率和支撑效率等的相互影响,以选择合理的支撑环和连杆形式;确定了激光切割加工中最优化切割路径和机器参数;阐述了抛光前处理时酸洗液的选择、酸洗温度和时间的控制,以及真空退火时升温速度、冷却速度和保温时间的控制;分析了抛光液的选择和电极设计,以及抛光温度、电压和时间对电化学抛光效果的影响;并设计制作出了符合体外测试要求的支架样件.     

模糊约束网络在机床产品协同设计冲突检测中的应用

分析了机床产品协同设计中约束的内涵和特点,并用EXPRESS-G图描绘了约束网络的结构模型.将机床产品协同设计中的约束分为硬约束和软约束,从数学上给出模糊约束和模糊约束满足问题的定义.采用遗传算法作为协同设计过程中模糊约束满足问题的求解方法,在遗传算法的运行过程中对软硬约束分别进行了不同的技巧处理,遗传算法利用硬约束通过前向检查算法随机产生几何可行初始群体来限制设计空间,并给出遗传算法的具体实现过程.提出了基于模糊约束网络的冲突检测系统的体系结构,并对原型系统进行开发.最后,以某车床传动轴的设计为例验证了约束在协同设计冲突检测中的应用.     

面向病人个性化需求的血管支架快速设计系统

在分析个性化血管支架特点的基础上,建立了面向病人个性化需求的医用血管支架快速设计系统的功能体系结构和工作流程,并对实现系统功能所涉及的血管病变部位数据获取、血管支架快速设计方法等关键技术进行了研究.在Pro/E W ildfire环境下,利用其二次开发工具Pro/Toolkit,融合血管病变部位数据获取技术,建立了基于支架三维标准库和实例推理技术的支架选型、支架快速参数化设计的支架快速设计集成系统.该系统实用性强、效率高,能大幅缩短支架产品开发周期.     

质量控制过程的流程重构校验方法研究

通过广义随机Petri网结构等价性的分析和论证，提出质量保证过程的流程建立和重构方法。首先该方法依据ISO9000标准，在网络化制造企业间构造无差错的开放质量活动流程，然后根据网结构等价构造方法分解到企业内部扩展私有流程。两次建模的步骤克服了递阶和集中控制需建立和校验整个流程的缺点，保持分布自治的质量控制过程在网结构特性上能满足有界性、遍历性和标记平衡，适应了网络化制造环境中需要适应性修正的动态特征需求，为网络化制造过程中质量的重构优化找到有效手段，最后通过实例说明结论的可应用性。     

三维装配工艺模型的数字化建模方法

为实现基于三维模型的装配工艺设计,研究了三维装配工艺模型的数字化建模方法. 根据装配工艺设计过程的特点,将三维装配工艺设计过程分为粗装配工艺设计阶段和精装配工艺设计阶段. 针对不同的工艺设计阶段,为三维装配工艺模型提出了3种阶段工艺模型,分别为拆卸工艺模型、粗装配工艺模型及精装配工艺模型,建立了不同阶段模型及辅助工艺信息的表达方法和模型信息间的映射机制,详细阐述了3种阶段工艺模型的建模过程. 基于上述建模方法,开发了基于三维模型的装配工艺设计系统,以一个发动机模型验证了文中提出的建模方法的正确性.      

微型核磁共振芯片平面微型线圈设计与信噪比分析

设计一种可用于微型核磁共振芯片的平面微型线圈,在主磁场为0.7T条件下,选取平面微型线圈的深宽比为1,以平面微型线圈宽度2倍趋肤深度为界,基于核磁共振信噪比数学理论模型,分析亚毫米直径平面微型线圈各个几何参数与信噪比的关系.分析结果表明:缩小平面微型线圈直径会提高信噪比;在不严重降低射频场均匀性的情况下,样品应尽可能地...     

制备血管支架表面涂层超声波喷涂工艺研究

本文从理论推导、流体力学仿真、喷雾粒径检测分析以及支架喷涂试验四个方面研究超声波喷涂技术并成功应用于血管支架喷涂工艺的优化.首先基于超声波雾化物理模型推导建立超声雾化粒径方程,其次利用计算流体动力学模拟超声雾化微观过程,定义超声雾化过程的三种雾化模式：亚雾化模式、理想雾化模式以及射流雾化模式,并建立了超声雾化临界振幅方程以及理想雾化模式下的雾化体积和功率方程.然后设计超声喷雾粒径检测实验,研究功率、气体压力、表面张力等工艺参数对雾化粒径的影响,结果表明超声波喷雾运动过程中少量粒子碰撞合并,但喷雾质量总体稳定,粒径尺寸在10m左右.在粒径尺寸分布方面,利用Rosin-Rammler分布拟合超声喷雾粒径均匀度指数在7.11～11.48之间,相比传统喷雾技术雾化均匀性、可控性大大提高.最后,在上述研究基础上制定血管支架超声喷涂工艺参数并进行了优化,消除了常见的血管支架涂层表面各种缺陷,为制备性能优良的血管支架表面涂层提供了理论和技术支撑.     

医用血管支架生物力学性能分析方法研究

介绍了医用血管支架的应用背景和研究现状,在比较国内外研究成果的基础上,将血管支架生命周期划分为设计与制造、支架扩张植入过程和植入后有效期3个阶段,并对各个阶段的特点进行了详细论述;阐述了在支架生命周期中应用有限元技术进行支架设计的研究思路;针对支架植入时的扩张过程进行实例分析,例证了应用有限元法进行支架设计研究的分析方法;提出了支架体外扩张实验研究的解决方案,为血管支架扩张过程的有限元模拟提供有力的实验支持.     

纳米胶体团聚现象的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟可极化纳米胶体在非均匀电场下的介电泳情况,通过改变电场强度和系统温度,分析纳米胶体的团聚现象.常温状态下的仿真结果表明,虽然布朗力能影响纳米胶体的介电泳状况,但当纳米胶体之间的距离小于12σ时,其相互吸引力迅速增大,从而克服布朗力影响,使胶体产生团聚.当布朗力对胶体运动影响较小时,电场强度增大使得胶体所受的介电泳力增大,相应地胶体所受的吸引力也增大,最终导致胶体的聚集速度变快.仿真结果也显示系统温度的升高使得胶体所受的布朗力增大,从而影响纳米胶体的团聚.最后,采用DLVO理论对相互作用的胶体运动状态进行研究,得出胶体的位能曲线图和胶体间吸引力随胶体中心距变化的曲线图,并将后者与分子动力学方法得出的结论进行对比,发现这两条曲线的变化趋势基本相同,这说明本文的仿真模型是符合理论的.