Tämän työn tavoitteena on kehittää automatisoitu laserkäsittelyprosessi korkealla mittatarkkuudella ja ennalta määrätyillä prosessikustannuksilla.Tämä työ sisältää analyysin koko- ja kustannusennustemalleista sisäisten Nd:YVO4-mikrokanavien laservalmistukseen PMMA:ssa sekä polykarbonaatin sisäisen laserkäsittelyn mikrofluidilaitteiden valmistukseen.Näiden projektitavoitteiden saavuttamiseksi ANN ja DoE vertasivat CO2- ja Nd:YVO4-laserjärjestelmien kokoa ja kustannuksia.Takaisinkytkentäohjauksen täydellinen toteutus submikronin tarkkuudella lineaarista paikannusta ja palautetta kooderista on toteutettu.Erityisesti lasersäteilyn automatisointia ja näytteen paikannusta ohjataan FPGA:lla.Nd:YVO4-järjestelmän toimintamenetelmien ja ohjelmistojen perusteellinen tuntemus mahdollisti ohjausyksikön korvaamisen Compact-Rio Programmable Automation Controllerilla (PAC), mikä saavutettiin LabVIEW Code Control Submikronikooderien High Resolution Feedback 3D Positioning -vaiheessa. .Tämän prosessin täysi automatisointi LabVIEW-koodissa on kehitteillä.Nykyiseen ja tulevaan työhön kuuluu suunnittelujärjestelmien mittatarkkuuden, tarkkuuden ja toistettavuuden mittauksia sekä niihin liittyvää mikrokanavageometrian optimointia mikrofluidissa ja laboratoriolaitteiden sirulla valmistuksessa kemiallisiin/analyyttisiin sovelluksiin ja erotustieteeseen.
Useat valettujen puolikovien metalliosien (SSM) sovellukset vaativat erinomaisia mekaanisia ominaisuuksia.Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, kuten kulutuskestävyys, korkea lujuus ja jäykkyys, riippuvat erittäin hienon raekoon luomista mikrorakenteen ominaisuuksista.Tämä raekoko riippuu yleensä SSM:n optimaalisesta prosessoitavuudesta.SSM-valut sisältävät kuitenkin usein jäännöshuokoisuutta, mikä on erittäin haitallista suorituskyvylle.Tässä työssä tutkitaan tärkeitä prosesseja puolikovien metallien muovauksessa korkealaatuisempien osien saamiseksi.Näillä osilla tulisi olla pienempi huokoisuus ja parannetut mikrorakenteelliset ominaisuudet, mukaan lukien erittäin hieno raekoko ja tasainen kovettuvien saostumien jakautuminen ja seostettavien mikroelementtien koostumus.Erityisesti analysoidaan aika-lämpötila-esikäsittelymenetelmän vaikutusta halutun mikrorakenteen kehittymiseen.Massan paranemisesta johtuvia ominaisuuksia, kuten lujuuden, kovuuden ja jäykkyyden lisääntymistä, tutkitaan.
Tämä työ on tutkimus H13-työkaluteräksen pinnan lasermodifikaatiosta käyttämällä pulssilaserkäsittelyä.Alkuperäinen kokeellinen seulontasuunnitelma johti optimoituun yksityiskohtaiseen suunnitelmaan.Käytetään hiilidioksidilaseria (CO2), jonka aallonpituus on 10,6 µm.Tutkimuksen koesuunnitelmassa käytettiin kolmen eri kokoisia laserpisteitä: halkaisijaltaan 0,4, 0,2 ja 0,09 mm.Muita ohjattavia parametreja ovat laserin huipputeho, pulssin toistotaajuus ja pulssin päällekkäisyys.Argonkaasu, jonka paine on 0,1 MPa, auttaa jatkuvasti laserkäsittelyssä.Näyte H13 karhennettiin ja syövytettiin kemiallisesti ennen käsittelyä pinta-absorptiokyvyn lisäämiseksi CO2-laserin aallonpituudella.Metallografisia tutkimuksia varten valmistettiin laserkäsitellyt näytteet ja karakterisoitiin niiden fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet.Metallografiset tutkimukset ja kemiallisen koostumuksen analyysit suoritettiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla yhdessä energiaa hajottavan röntgenspektrometrian kanssa.Modifioidun pinnan kiteisyys- ja faasidetektio suoritettiin käyttämällä XRD-järjestelmää Cu Ka -säteilyllä ja aallonpituudella 1,54 Å.Pintaprofiili mitataan stylus-profilointijärjestelmällä.Modifioitujen pintojen kovuusominaisuudet mitattiin Vickersin timanttimikrosyvennyksellä.Pinnan karheuden vaikutusta modifioitujen pintojen väsymisominaisuuksiin tutkittiin käyttämällä erityisesti valmistettua lämpöväsymisjärjestelmää.On havaittu, että on mahdollista saada modifioituja pintarakeita, joiden ultrahienokokoiset koot ovat alle 500 nm.Laserkäsitellyillä H13-näytteillä saavutettiin parantunut pintasyvyys alueella 35-150 µm.Modifioidun H13-pinnan kiteisyys vähenee merkittävästi, mikä liittyy kristalliittien satunnaiseen jakautumiseen laserkäsittelyn jälkeen.H13 Ra:n pienin korjattu keskimääräinen pinnan karheus on 1,9 µm.Toinen tärkeä havainto on, että modifioidun H13-pinnan kovuus vaihtelee välillä 728-905 HV0.1 eri laserasetuksissa.Laserparametrien vaikutuksen ymmärtämiseksi paremmin määritettiin suhde lämpösimulaatiotulosten (lämpenemis- ja jäähdytysnopeudet) ja kovuustulosten välillä.Nämä tulokset ovat tärkeitä pintakarkaisumenetelmien kehittämisessä kulutuskestävyyden ja lämpöä suojaavien pinnoitteiden parantamiseksi.
Kiinteiden urheilupallojen parametriset iskuominaisuudet GAA-sliotarin tyypillisten ytimien kehittämiseksi
Tämän tutkimuksen päätavoite on karakterisoida sliotar-ytimen dynaamista käyttäytymistä törmäyksessä.Pallon viskoelastiset ominaisuudet suoritettiin eri iskunopeuksilla.Nykyaikaiset polymeeripallot ovat herkkiä venytysnopeudelle, kun taas perinteiset monikomponenttipallot ovat venymäriippuvaisia.Epälineaarinen viskoelastinen vaste määritellään kahdella jäykkyysarvolla: alkujäykkyys ja bulkkijäykkyys.Perinteiset pallot ovat nopeudesta riippuen 2,5 kertaa jäykempiä kuin nykyiset pallot.Perinteisten pallojen nopeampi jäykkyyden lisääntyminen johtaa epälineaariseen COR:iin verrattuna nopeuteen verrattuna nykyaikaisiin palloihin.Dynaamisen jäykkyyden tulokset osoittavat kvasistaattisten testien ja jousiteoriayhtälöiden rajallisen sovellettavuuden.Pallomuotoisen muodonmuutoksen käyttäytymisen analyysi osoittaa, että painopisteen siirtymä ja diametraalinen puristus eivät ole yhdenmukaisia kaikentyyppisillä palloilla.Laajoilla prototyyppikokeilla tutkittiin valmistusolosuhteiden vaikutusta pallon suorituskykyyn.Tuotantoparametrit, kuten lämpötila, paine ja materiaalikoostumus, vaihtelivat erilaisten pallojen tuottamiseksi.Polymeerin kovuus vaikuttaa jäykkyyteen, mutta ei energian hajaantumiseen, vaan jäykkyyden lisääminen lisää pallon jäykkyyttä.Ydintäyttävät lisäaineet vaikuttavat pallon reaktiivisuuteen, lisäaineiden määrän lisääntyminen johtaa pallon reaktiivisuuden laskuun, mutta tämä vaikutus on herkkä polymeerilaadulle.Numeerinen analyysi suoritettiin käyttämällä kolmea matemaattista mallia simuloimaan pallon vastetta iskuun.Ensimmäinen malli osoittautui pystyvän toistamaan pallon käyttäytymistä vain rajoitetusti, vaikka sitä oli aiemmin käytetty menestyksekkäästi muuntyyppisissä palloissa.Toinen malli osoitti kohtuullisen esityksen pallon törmäysvasteesta, joka soveltui yleisesti kaikkiin testattuihin pallotyyppeihin, mutta voima-siirtymävasteen ennustetarkkuus ei ollut niin korkea kuin suuressa mittakaavassa vaadittaisiin.Kolmas malli osoitti huomattavasti parempaa tarkkuutta simuloitaessa pallon vastetta.Mallin tuottamat voimaarvot tälle mallille ovat 95 % yhdenmukaisia kokeellisten tietojen kanssa.
Tällä työllä saavutettiin kaksi päätavoitetta.Toinen on korkean lämpötilan kapillaariviskosimetrin suunnittelu ja valmistus, ja toinen on puolikiinteän metallin virtaussimulaatio, joka auttaa suunnittelussa ja antaa tietoja vertailua varten.Korkean lämpötilan kapillaariviskosimetri rakennettiin ja sitä käytettiin alkutestauksessa.Laitetta käytetään puolikovien metallien viskositeetin mittaamiseen korkeissa lämpötiloissa ja samanlaisissa leikkausnopeuksissa kuin teollisuudessa.Kapillaariviskosimetri on yhden pisteen järjestelmä, joka voi laskea viskositeetin mittaamalla virtauksen ja painehäviön kapillaarin poikki, koska viskositeetti on suoraan verrannollinen painehäviöön ja kääntäen verrannollinen virtaukseen.Suunnittelukriteerit sisältävät vaatimukset hyvin kontrolloiduista lämpötiloista 800 ºC asti, ruiskutusleikkausnopeuksille yli 10 000 s-1 ja kontrolloiduille ruiskutusprofiileille.Kaksiulotteinen kaksivaiheinen teoreettinen ajasta riippuva malli kehitettiin käyttämällä FLUENT-ohjelmistoa laskennalliseen fluididynamiikkaan (CFD).Tätä on käytetty puolikiinteiden metallien viskositeetin arvioimiseen niiden kulkiessa suunnitellun kapillaariviskosimetrin läpi ruiskutusnopeuksilla 0,075, 0,5 ja 1 m/s.Myös metallisen kiintoaineen fraktion (fs) vaikutusta 0,25 - 0,50 tutkittiin.Fluent-mallin kehittämiseen käytetyssä power-laki-viskositeettiyhtälössä havaittiin vahva korrelaatio näiden parametrien ja tuloksena olevan viskositeetin välillä.
Tässä artikkelissa tutkitaan prosessiparametrien vaikutusta Al-SiC metallimatriisikomposiittien (MMC) tuotantoon eräkompostointiprosessissa.Tutkittuja prosessiparametreja olivat sekoittimen nopeus, sekoitusaika, sekoittimen geometria, sekoittimen asento, metallisen nesteen lämpötila (viskositeetti).Visuaaliset simulaatiot suoritettiin huoneenlämmössä (25±C), tietokonesimulaatiot ja varmennustestit MMC Al-SiC:n valmistukseen.Visuaalisissa ja tietokonesimulaatioissa vettä ja glyseriini/vettä käytettiin edustamaan nestemäistä ja puolikiinteää alumiinia, vastaavasti.Viskositeettien 1, 300, 500, 800 ja 1000 mPa s ja sekoitusnopeuksien 50, 100, 150, 200, 250 ja 300 rpm vaikutuksia tutkittiin.10 rullaa per kappale.Visualisointi- ja laskennallisissa testeissä käytettiin % vahvistettuja SiC-hiukkasia, jotka ovat samanlaisia kuin alumiini-MMK:ssa.Kuvantamiskokeet suoritettiin kirkkaissa lasisissa dekantterilaseissa.Laskennalliset simulaatiot suoritettiin käyttämällä Fluentia (CFD-ohjelma) ja valinnaista MixSim-pakettia.Tähän sisältyy 2D-akselisymmetrinen monivaiheinen aikariippuvainen tuotantoreittien simulointi käyttämällä Euler-mallia (rakeinen).Hiukkasten dispersioajan, laskeutumisajan ja pyörteen korkeuden riippuvuus sekoitusgeometriasta ja sekoittimen pyörimisnopeudesta on selvitetty.Sekoittimelle, jossa on °at-lapat, 60 asteen siipikulma on havaittu sopivammaksi saada nopeasti tasainen hiukkasten dispersio.Näiden testien tuloksena havaittiin, että tasaisen piikarbidin jakautumisen saavuttamiseksi sekoitusnopeus oli 150 rpm vesi-SiC-järjestelmässä ja 300 rpm glyseroli/vesi-SiC-järjestelmässä.Havaittiin, että viskositeetin lisäämisellä 1 mPa·s:sta (nestemäiselle metallille) 300 mPa·s:iin (puolikiinteälle metallille) oli valtava vaikutus SiC:n dispersioon ja kerrostumisaikaan.Kuitenkin lisäkorotuksella 300 mPa·s:sta 1000 mPa·s:iin on vain vähän vaikutusta tähän aikaan.Merkittävä osa tästä työstä sisälsi tähän korkean lämpötilan käsittelymenetelmään tarkoitetun nopean karkaisuvalukoneen suunnittelun, rakentamisen ja validoinnin.Kone koostuu sekoittimesta, jossa on neljä litteää terää 60 asteen kulmassa, ja upokas uunikammiossa, jossa on resistiivinen lämmitys.Asennus sisältää toimilaitteen, joka sammuttaa käsitellyn seoksen nopeasti.Tätä laitetta käytetään Al-SiC-komposiittimateriaalien valmistukseen.Yleisesti ottaen havaittiin hyvä sopivuus visualisoinnin, laskennan ja kokeellisten testitulosten välillä.
On olemassa monia erilaisia nopean prototyyppien (RP) tekniikoita, joita on kehitetty laajamittaiseen käyttöön pääasiassa viimeisen vuosikymmenen aikana.Nykyään kaupallisesti saatavilla olevat nopeat prototyyppijärjestelmät käyttävät erilaisia tekniikoita käyttämällä paperia, vahaa, valokovettuvia hartseja, polymeerejä ja uusia metallijauheita.Projektiin sisältyi nopea prototyyppimenetelmä, Fused Deposition Modeling, joka kaupallistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1991. Tässä työssä kehitettiin ja käytettiin uutta versiota vahaa käyttävästä pintakäsittelyjärjestelmästä.Tässä projektissa kuvataan järjestelmän perusrakenne ja vahapinnoitusmenetelmä.FDM-koneet luovat osia suulakepuristamalla puolisulaa materiaalia alustalle ennalta määrätyssä kuviossa lämmitettyjen suuttimien kautta.Suulakepuristussuutin on asennettu tietokonejärjestelmän ohjaamaan XY-pöytään.Yhdessä mäntämekanismin ja tallettajan asennon automaattisen ohjauksen kanssa tuotetaan tarkkoja malleja.Yksittäiset vahakerrokset pinotaan päällekkäin 2D- ja 3D-objektien luomiseksi.Myös vahan ominaisuuksia on analysoitu mallien valmistusprosessin optimoimiseksi.Näitä ovat vahan faasimuutoslämpötila, vahan viskositeetti ja vahapisaran muoto käsittelyn aikana.
Viiden viime vuoden aikana City University Dublin Division Science Clusterin tutkimusryhmät ovat kehittäneet kaksi lasermikrotyöstöprosessia, joilla voidaan luoda kanavia ja vokseleita toistettavissa olevalla mikronimittakaavaisella resoluutiolla.Tämän työn painopiste on räätälöityjen materiaalien käytössä kohdebiomolekyylien eristämiseen.Esityö osoittaa, että kapillaarien sekoittumisen ja pintakanavien uusia morfologioita voidaan luoda parantamaan erottelukykyä.Tässä työssä keskitytään käytettävissä olevien mikrotyöstötyökalujen soveltamiseen pintageometrioiden ja kanavien suunnittelussa, jotka parantavat biologisten järjestelmien erottelua ja karakterisointia.Näiden järjestelmien soveltamisessa noudatetaan lab-on-a-chip -lähestymistapaa biodiagnostiikkatarkoituksiin.Tällä kehitetyllä teknologialla valmistettuja laitteita käytetään hankkeen mikrofluidilaboratoriossa sirulla.Projektin tavoitteena on kokeellisten suunnittelu-, optimointi- ja simulointitekniikoiden avulla luoda suora yhteys laserprosessointiparametrien ja mikro- ja nanomittakaavan kanavien ominaisuuksien välille ja käyttää tätä tietoa näiden mikroteknologioiden erotuskanavien parantamiseen.Työn erityisiä tuotoksia ovat: kanavasuunnittelu ja pinnan morfologia erottelutieteen parantamiseksi;pumppauksen ja poiston monoliittiset vaiheet integroiduissa hakkeissa;valittujen ja uutettujen kohdebiomolekyylien erottaminen integroiduilla siruilla.
Temporaalisten lämpötilagradienttien ja pitkittäisten profiilien luominen ja ohjaus kapillaari-LC-kolonneja pitkin Peltier-matriiseilla ja infrapunatermografialla
Uusi suorakosketusalusta kapillaarikolonnien tarkkaan lämpötilan säätelyyn on kehitetty perustuen sarjaan järjestettyjen yksilöllisesti ohjattujen Peltier-lämpösähköisten kennojen käyttöön.Alusta tarjoaa nopean lämpötilan hallinnan kapillaari- ja mikro-LC-kolonneille ja mahdollistaa samanaikaisen aika- ja tilalämpötilojen ohjelmoinnin.Alusta toimii lämpötila-alueella 15–200 °C ja ramppinopeus on noin 400 °C/min jokaisessa 10 kohdistetussa Peltier-kennossa.Järjestelmää on arvioitu useiden epästandardien kapillaaripohjaisten mittausmoodien suhteen, kuten lämpötilagradienttien suora soveltaminen lineaarisilla ja epälineaarisilla profiileilla, mukaan lukien staattiset kolonnin lämpötilagradientit ja temporaaliset lämpötilagradientit, tarkat lämpötilaohjatut gradientit, polymeroitu kapillaarimonoliitti kiinteät faasit ja monoliittisten faasien valmistus mikrofluidikanavissa (sirulle).Laitetta voidaan käyttää standardi- ja pylväskromatografiajärjestelmien kanssa.
Elektrohydrodynaaminen fokusointi kaksiulotteisessa tasomaisessa mikrofluidilaitteessa pienten analyyttien esikonsentroimiseksi
Tämä työ sisältää elektrohydrodynaamisen fokusoinnin (EHDF) ja fotonien siirron esirikastuksen ja lajitunnistuksen kehittämisen avuksi.EHDF on ionitasapainotettu fokusointimenetelmä, joka perustuu hydrodynaamisten ja sähköisten voimien väliseen tasapainoon, jossa kiinnostavat ionit pysyvät paikallaan.Tämä tutkimus esittelee uudenlaisen menetelmän, jossa käytetään 2D-avoin 2D-tasatilan tasomaista mikrofluidilaitetta perinteisen mikrokanavajärjestelmän sijaan.Tällaisilla laitteilla voidaan esikonsentroida suuria määriä aineita ja ne ovat suhteellisen helppoja valmistaa.Tämä tutkimus esittelee tulokset hiljattain kehitetystä simulaatiosta käyttämällä COMSOL Multiphysics® 3.5a.Näiden mallien tuloksia verrattiin kokeellisiin tuloksiin tunnistettujen virtausgeometrioiden ja korkean pitoisuuden alueiden testaamiseksi.Kehitettyä numeerista mikrofluidimallia verrattiin aiemmin julkaistuihin kokeisiin ja tulokset olivat hyvin yhdenmukaisia.Näiden simulaatioiden perusteella tutkittiin uudentyyppistä laivaa tarjoamaan EHDF:lle optimaaliset olosuhteet.Sirulla saadut kokeelliset tulokset ylittivät mallin suorituskyvyn.Valmistetuissa mikrofluidisiruissa havaittiin uusi moodi, nimeltään lateraalinen EGDP, kun tutkittava aine fokusoitiin kohtisuoraan syötettyyn jännitteeseen nähden.Koska havaitseminen ja kuvantaminen ovat tällaisten esirikastus- ja lajitunnistusjärjestelmien avaintekijöitä.Esitetään numeeriset mallit ja kokeellinen verifiointi valon etenemisestä ja valon intensiteetin jakautumisesta kaksiulotteisissa mikrofluidisissa järjestelmissä.Kehitetty valon etenemisen numeerinen malli varmistettiin onnistuneesti kokeellisesti sekä valon todellisen polun järjestelmän läpi että intensiteettijakauman suhteen, mikä antoi tuloksia, jotka voivat olla kiinnostavia valopolymerointijärjestelmien optimoinnissa sekä optisissa ilmaisujärjestelmissä. käyttämällä kapillaareja..
Geometriasta riippuen mikrorakenteita voidaan käyttää tietoliikenteessä, mikrofluidiikassa, mikrosensoreissa, tietovarastoissa, lasin leikkauksessa ja koristeellisessa merkinnässä.Tässä työssä tutkittiin Nd:YVO4- ja CO2-laserjärjestelmän parametrien asetusten ja mikrorakenteiden koon ja morfologian välistä yhteyttä.Laserjärjestelmän tutkittuja parametreja ovat teho P, pulssin toistotaajuus PRF, pulssien lukumäärä N ja pyyhkäisynopeus U. Mitatut lähtömitat sisältävät vastaavat vokselin halkaisijat sekä mikrokanavan leveyden, syvyyden ja pinnan karheuden.3D-mikrotyöstöjärjestelmä kehitettiin käyttämällä Nd:YVO4-laseria (2,5 W, 1,604 µm, 80 ns) mikrorakenteiden valmistamiseksi polykarbonaattinäytteiden sisällä.Mikrorakenteisten vokselien halkaisija on 48-181 µm.Järjestelmä tarjoaa myös tarkan tarkennuksen käyttämällä mikroskoopin objektiiveja pienempien vokseleiden luomiseen 5–10 µm alueella natronkalkkilasissa, sulatetussa piidioksidissa ja safiirinäytteissä.CO2-laseria (1,5 kW, 10,6 µm, pulssin minimikesto 26 µs) käytettiin luomaan mikrokanavia natronkalkkilasinäytteisiin.Mikrokanavien poikkileikkauksen muoto vaihteli suuresti v-urien, u-urien ja pinnallisten ablaatiokohtien välillä.Myös mikrokanavien koot vaihtelevat suuresti: leveys 81-365 µm, syvyys 3-379 µm ja pinnan karheus 2-13 µm asennuksesta riippuen.Mikrokanavien kokoja tutkittiin laserprosessointiparametrien mukaisesti käyttäen vastepintametodologiaa (RSM) ja kokeiden suunnittelua (DOE).Kerättyjä tuloksia käytettiin tutkimaan prosessiparametrien vaikutusta tilavuus- ja massaablaationopeuteen.Lisäksi on kehitetty lämpöprosessin matemaattinen malli, joka auttaa ymmärtämään prosessia ja mahdollistamaan kanavatopologian ennustamisen ennen varsinaista valmistusta.
Metrologiateollisuus etsii jatkuvasti uusia tapoja tutkia ja digitalisoida pinnan topografiaa tarkasti ja nopeasti, mukaan lukien pinnan karheusparametrien laskeminen ja pistepilvien (kolmiulotteisten pisteiden joukot, jotka kuvaavat yhtä tai useampaa pintaa) luominen mallintamista tai käänteistä suunnittelua varten.järjestelmiä on olemassa, ja optisten järjestelmien suosio on kasvanut viimeisen vuosikymmenen aikana, mutta useimmat optiset profiloijat ovat kalliita ostaa ja ylläpitää.Järjestelmätyypistä riippuen optisia profiloijia voi olla myös vaikea suunnitella ja niiden hauraus ei välttämättä sovellu useimpiin myymälä- tai tehdassovelluksiin.Tämä projekti kattaa optisen kolmiomittauksen periaatteita hyödyntävän profilaattorin kehittämisen.Kehitetyn järjestelmän skannauspöydän pinta-ala on 200 x 120 mm ja pystymittausalue 5 mm.Laseranturin asento kohdepinnan yläpuolella on myös säädettävissä 15 mm.Ohjausohjelma kehitettiin käyttäjän valitsemien osien ja pintojen automaattiseen skannaukseen.Tälle uudelle järjestelmälle on ominaista mittatarkkuus.Järjestelmän mitattu maksimi kosinivirhe on 0,07°.Järjestelmän dynaaminen tarkkuus mitataan 2 µm:llä Z-akselilla (korkeus) ja noin 10 µm:llä X- ja Y-akselilla.Skannattujen osien (kolikot, ruuvit, aluslevyt ja kuitulinssisuulakkeet) kokosuhde oli hyvä.Keskustellaan myös järjestelmätestauksesta, mukaan lukien profilointirajoitukset ja mahdolliset järjestelmän parannukset.
Tämän projektin tavoitteena on kehittää ja karakterisoida uusi optinen nopea verkkojärjestelmä pintavikojen tarkastukseen.Ohjausjärjestelmä perustuu optisen kolmiomittauksen periaatteeseen ja tarjoaa kosketuksettoman menetelmän hajapintojen kolmiulotteisen profiilin määrittämiseen.Kehitysjärjestelmän pääkomponentteja ovat diodilaser, CCf15 CMOS -kamera ja kaksi PC-ohjattua servomoottoria.Näytteen liike, kuvanotto ja 3D-pinnan profilointi ohjelmoidaan LabView-ohjelmistossa.Kaapattujen tietojen tarkistamista voidaan helpottaa luomalla ohjelma 3D-skannatun pinnan virtuaaliseen renderöintiin ja laskemalla tarvittavat pinnan karheusparametrit.Servomoottoreilla näytettä siirretään X- ja Y-suunnassa 0,05 µm:n resoluutiolla.Kehitetty kosketukseton online-pintaprofiili voi suorittaa nopean skannauksen ja korkearesoluutioisen pintatarkastuksen.Kehitettyä järjestelmää käytetään menestyksekkäästi automaattisten 2D-pintaprofiilien, 3D-pintaprofiilien ja pinnan karheusmittausten luomiseen eri näytemateriaalien pinnoille.Automaattisen tarkastuslaitteiston XY-skannausalue on 12 x 12 mm.Kehitetyn profilointijärjestelmän karakterisoimiseksi ja kalibroimiseksi järjestelmän mittaamaa pintaprofiilia verrattiin samaan pintaan, joka mitattiin optisella mikroskoopilla, binokulaarisella mikroskoopilla, AFM:llä ja Mitutoyo Surftest-402:lla.
Tuotteiden ja niissä käytettävien materiaalien laatuvaatimukset ovat yhä tiukemmat.Ratkaisu moniin visuaalisen laadunvarmistuksen (QA) ongelmiin on reaaliaikaisten automatisoitujen pintatarkastusjärjestelmien käyttö.Tämä edellyttää tasaista tuotteen laatua suurella teholla.Siksi tarvitaan järjestelmiä, jotka pystyvät 100 %:sti testaamaan materiaaleja ja pintoja reaaliajassa.Tämän tavoitteen saavuttamiseksi lasertekniikan ja tietokoneohjaustekniikan yhdistelmä tarjoaa tehokkaan ratkaisun.Tässä työssä kehitettiin nopea, edullinen ja erittäin tarkka kosketukseton laserskannausjärjestelmä.Järjestelmä pystyy mittaamaan kiinteiden läpinäkymättömien esineiden paksuutta laseroptisen kolmiomittauksen periaatteella.Kehitetty järjestelmä varmistaa mittausten tarkkuuden ja toistettavuuden mikrometritasolla.
Tämän projektin tavoitteena on suunnitella ja kehittää lasertarkastusjärjestelmä pintavikojen havaitsemiseen ja arvioida sen mahdollisuuksia nopeisiin inline-sovelluksiin.Ilmaisujärjestelmän pääkomponentit ovat laserdiodimoduuli valonlähteenä, CMOS-hajapääsykamera tunnistusyksikkönä ja XYZ-käännösaste.Eri näytepintoja skannaamalla saadun tiedon analysointiin kehitettiin algoritmeja.Ohjausjärjestelmä perustuu optisen kolmiomittauksen periaatteeseen.Lasersäde osuu vinosti näytteen pinnalle.Pintakorkeuden ero otetaan sitten laserpisteen vaakasuoraksi liikkeeksi näytteen pinnan yli.Tämä mahdollistaa korkeusmittausten tekemisen kolmiomittausmenetelmällä.Kehitetty ilmaisinjärjestelmä kalibroidaan ensin muuntokertoimen saamiseksi, joka kuvastaa anturin mittaaman pisteen siirtymän ja pinnan pystysuuntaisen siirtymän välistä suhdetta.Kokeet suoritettiin näytemateriaalien eri pinnoilla: messingillä, alumiinilla ja ruostumattomalla teräksellä.Kehitetty järjestelmä pystyy luomaan tarkasti 3D-topografisen kartan käytön aikana tapahtuvista vioista.Saavutettiin noin 70 µm:n tilaresoluutio ja 60 µm:n syvyysresoluutio.Järjestelmän suorituskyky varmistetaan myös mittaamalla mitattujen etäisyyksien tarkkuus.
Nopeita kuitulaserskannausjärjestelmiä käytetään automatisoiduissa teollisissa tuotantoympäristöissä pintavikojen havaitsemiseen.Nykyaikaisempia menetelmiä pintavikojen havaitsemiseksi ovat optisten kuitujen käyttö valaistukseen ja komponenttien havaitsemiseen.Tämä väitöskirja sisältää uuden nopean optoelektronisen järjestelmän suunnittelun ja kehittämisen.Tässä artikkelissa tutkitaan kahta LED-lähdettä, LEDejä (light emitting diode) ja laserdiodeja.Viiden lähettävän diodin ja viiden vastaanottavan fotodiodin rivi sijaitsee vastakkain.Tiedonkeruuta ohjataan ja analysoidaan PC:llä LabVIEW-ohjelmistolla.Järjestelmää käytetään pintavirheiden, kuten reikien (1 mm), umpireikien (2 mm) ja lovien mittojen mittaamiseen eri materiaaleista.Tulokset osoittavat, että vaikka järjestelmä on ensisijaisesti tarkoitettu 2D-skannaukseen, se voi toimia myös rajoitettuna 3D-kuvausjärjestelmänä.Järjestelmä osoitti myös, että kaikki tutkitut metallimateriaalit pystyivät heijastamaan infrapunasignaaleja.Äskettäin kehitetty menetelmä, jossa käytetään joukkoa vinoja kuituja, mahdollistaa säädettävän resoluution saavuttamisen järjestelmän maksimiresoluutiolla noin 100 µm (keräyskuidun halkaisija).Järjestelmää on käytetty menestyksekkäästi eri materiaalien pintaprofiilin, pinnan karheuden, paksuuden ja heijastavuuden mittaamiseen.Tällä järjestelmällä voidaan testata alumiinia, ruostumatonta terästä, messinkiä, kuparia, tuffnolia ja polykarbonaattia.Tämän uuden järjestelmän etuja ovat nopeampi havaitseminen, alhaisemmat kustannukset, pienempi koko, suurempi tarkkuus ja joustavuus.
Suunnittele, rakenna ja testaa uusia järjestelmiä integroidaksesi ja ottaaksesi käyttöön uusia ympäristöanturitekniikoita.Soveltuu erityisen hyvin ulostebakteerien seurantaan
Silicon aurinkopaneelien mikronanorakenteen muuttaminen energiansaannin parantamiseksi
Yksi globaalin yhteiskunnan nykyisistä suurimmista suunnitteluhaasteista on kestävä energiahuolto.On aika yhteiskunnan alkaa luottaa voimakkaasti uusiutuviin energialähteisiin.Aurinko antaa maapallolle ilmaista energiaa, mutta nykyaikaisilla menetelmillä tämän energian käyttämiseksi sähkön muodossa on joitain rajoituksia.Aurinkosähkökennoissa suurin ongelma on aurinkoenergian keruun riittämätön tehokkuus.Lasermikrotyöstöä käytetään yleisesti luomaan yhteyksiä aurinkosähköaktiivisten kerrosten, kuten lasisubstraattien, hydratun piin ja sinkkioksidikerrosten, välille.Tiedetään myös, että lisää energiaa voidaan saada lisäämällä aurinkokennon pinta-alaa esimerkiksi mikrotyöstöllä.On osoitettu, että nanomittakaavan pintaprofiilin yksityiskohdat vaikuttavat aurinkokennojen energian absorptiotehokkuuteen.Tämän artikkelin tarkoituksena on tutkia mikro-, nano- ja mesoskaalaisten aurinkokennorakenteiden mukauttamisen etuja suuremman tehon aikaansaamiseksi.Tällaisten mikro- ja nanorakenteiden teknisten parametrien vaihtelu mahdollistaa niiden vaikutuksen tutkimiseen pinnan topologiaan.Soluista testataan niiden tuottamaa energiaa, kun ne altistetaan kokeellisesti kontrolloidulle sähkömagneettiselle valolle.Solun tehokkuuden ja pintarakenteen välille luodaan suora yhteys.
Metallimatriisikomposiiteista (MMC) on nopeasti tulossa ensisijaisia ehdokkaita rakennemateriaalien rooliin tekniikassa ja elektroniikassa.Alumiini (Al) ja kupari (Cu) vahvistettu piikarbidilla erinomaisten lämpöominaisuuksiensa (esim. alhainen lämpölaajenemiskerroin (CTE), korkea lämmönjohtavuus) ja parantuneiden mekaanisten ominaisuuksien (esim. suurempi ominaislujuus, parempi suorituskyky) ansiosta.Sitä käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla kulutuskestävyyden ja ominaismoduulin vuoksi.Viime aikoina näistä korkeakeraamisista MMC:istä on tullut toinen trendi elektronisten pakkausten lämpötilansäätösovelluksissa.Tyypillisesti teholaitepakkauksissa alumiinia (Al) tai kuparia (Cu) käytetään jäähdytyselementtinä tai pohjalevynä liitettäväksi keraamiseen alustaan, joka kantaa sirua ja siihen liittyviä nastarakenteita.Suuri ero lämpölaajenemiskertoimessa (CTE) keramiikan ja alumiinin tai kuparin välillä on epäedullinen, koska se vähentää pakkauksen luotettavuutta ja rajoittaa myös alustaan kiinnitettävän keraamisen alustan kokoa.
Tämän puutteen vuoksi on nyt mahdollista kehittää, tutkia ja karakterisoida uusia materiaaleja, jotka täyttävät nämä termisesti parannettujen materiaalien vaatimukset.Parannetun lämmönjohtavuuden ja lämpölaajenemiskertoimen (CTE) ominaisuuksien ansiosta MMC CuSiC ja AlSiC ovat nyt käyttökelpoisia ratkaisuja elektroniikkapakkauksiin.Tässä työssä arvioidaan näiden MMC:iden ainutlaatuiset lämpöfysikaaliset ominaisuudet ja niiden mahdolliset sovellukset elektronisten pakettien lämmönhallintaan.
Öljy-yhtiöt kokevat merkittävää korroosiota hiili- ja niukkaseosteisista teräksistä valmistettujen öljy- ja kaasuteollisuuden järjestelmien hitsausvyöhykkeellä.Hiilidioksidipitoisissa ympäristöissä korroosiovauriot johtuvat yleensä erilaisista hiiliteräsmikrorakenteista kerrostuneiden suojaavien korroosiokalvojen lujuuseroista.Paikallinen korroosio hitsimetallissa (WM) ja lämpövaikutusvyöhykkeessä (HAZ) johtuu pääasiassa galvaanisista vaikutuksista, jotka johtuvat eroista metalliseoksen koostumuksessa ja mikrorakenteessa.Epäjalometallien (PM), WM:n ja HAZ:n mikrorakenteen ominaisuuksia tutkittiin mikrorakenteen vaikutuksen ymmärtämiseksi lievän teräksen hitsattujen liitosten korroosiokäyttäytymiseen.Korroosiokokeet suoritettiin 3,5-prosenttisessa NaCl-liuoksessa, joka oli kyllästetty CO2:lla happivapaissa olosuhteissa huoneenlämpötilassa (20±2°C) ja pH:ssa 4,0±0,3.Korroosiokäyttäytymisen karakterisointi suoritettiin sähkökemiallisilla menetelmillä avoimen piirin potentiaalin, potentiodynaamisen pyyhkäisyn ja lineaarisen polarisaatiovastuksen määrittämiseksi sekä yleisellä metallografisella karakterisoinnilla optisella mikroskopialla.Tärkeimmät havaitut morfologiset faasit ovat neulamainen ferriitti, säilynyt austeniitti ja martensiittis-bainiittirakenne WM:ssä.Ne ovat harvinaisempia HAZissa.PM:ssä, VM:ssä ja HAZ:ssa havaittiin merkittävästi erilaista sähkökemiallista käyttäytymistä ja korroosionopeuksia.
Hankkeen kattaman työn tavoitteena on parantaa uppopumppujen sähkötehokkuutta.Pumpputeollisuuden vaatimukset siirtyä tähän suuntaan ovat viime aikoina lisääntyneet EU:n uuden lainsäädännön myötä, joka edellyttää koko teollisuuden saavuttavan uusia ja korkeampia tehokkuustasoja.Tässä artikkelissa analysoidaan jäähdytysvaipan käyttöä pumpun solenoidialueen jäähdyttämiseen ja ehdotetaan suunnitteluparannuksia.Erityisesti on tunnusomaista nestevirtaus ja lämmönsiirto toimintapumppujen jäähdytysvaipoissa.Vaipan suunnittelun parannukset tarjoavat paremman lämmönsiirron pumpun moottorin alueelle, mikä parantaa pumpun tehokkuutta ja vähentää indusoitunutta vastusta.Tätä työtä varten olemassa olevaan 250 m3:n testisäiliöön lisättiin kuivakuoppaan asennettu pumpputestijärjestelmä.Tämä mahdollistaa nopean kameraseurannan virtauskentästä ja lämpökuvan pumpun pesästä.CFD-analyysillä validoitu virtauskenttä mahdollistaa vaihtoehtoisten mallien kokeilun, testauksen ja vertailun käyttölämpötilan pitämiseksi mahdollisimman alhaisina.M60-4-napaisen pumpun alkuperäinen rakenne kesti ulkoisen pumpun kotelon maksimilämpötilan 45 °C ja staattorin maksimilämpötilan 90 °C.Eri mallimallien analyysi osoittaa, mitkä mallit ovat hyödyllisempiä tehokkaammille järjestelmille ja mitä ei tulisi käyttää.Erityisesti integroidun jäähdytyskierukan suunnittelussa ei ole parannusta alkuperäiseen malliin.Siipipyörän siipien määrän lisääminen neljästä kahdeksaan alensi kotelosta mitattua käyttölämpötilaa seitsemällä celsiusastetta.
Korkean tehotiheyden ja lyhentyneen altistusajan yhdistelmä metallinkäsittelyssä johtaa pinnan mikrorakenteen muutokseen.Laserprosessiparametrien ja jäähdytysnopeuden optimaalisen yhdistelmän saavuttaminen on kriittinen tekijä raerakenteen muuttamisessa ja materiaalin pinnan tribologisten ominaisuuksien parantamisessa.Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää nopean pulssilaserkäsittelyn vaikutusta kaupallisesti saatavilla olevien metallisten biomateriaalien tribologisiin ominaisuuksiin.Tämä työ on omistettu ruostumattoman teräksen AISI 316L ja Ti-6Al-4V laserpinnan modifiointiin.1,5 kW:n pulssi CO2-laserilla tutkittiin eri laserprosessiparametrien vaikutusta ja tuloksena olevaa pinnan mikrorakennetta ja morfologiaa.Lasersäteilyn intensiteettiä, valotusaikaa, energiavuon tiheyttä ja pulssin leveyttä vaihdeltiin käyttämällä lieriömäistä näytettä, joka oli kierretty kohtisuoraan lasersäteilyn suuntaan nähden.Karakterisointi suoritettiin käyttämällä SEM-, EDX-, neulankarheusmittauksia ja XRD-analyysiä.Koeprosessin alkuparametrien asettamiseksi toteutettiin myös pintalämpötilan ennustemalli.Prosessikartoitus suoritettiin sitten useiden erityisten parametrien määrittämiseksi sulan teräksen pinnan laserkäsittelyä varten.Valaistuksen, valotusajan, käsittelysyvyyden ja käsitellyn näytteen karheuden välillä on vahva korrelaatio.Mikrorakennemuutosten syvyyden ja karheuden lisääntyminen liittyi korkeampiin altistustasoihin ja altistusaikoihin.Analysoimalla käsitellyn alueen karheutta ja syvyyttä, energian virtaus- ja pintalämpötilamalleilla ennakoidaan pinnalla tapahtuvaa sulamisastetta.Lasersäteen vuorovaikutusajan pidentyessä teräksen pinnan karheus kasvaa eri tutkituilla pulssienergiatasoilla.Vaikka pintarakenteen havaittiin säilyttävän kiteiden normaalin kohdistuksen, laserkäsitellyillä alueilla havaittiin muutoksia rakeiden orientaatiossa.
Analyysi ja karakterisointi kudosten rasituskäyttäytymisestä ja sen vaikutuksista telinesuunnitteluun
Tässä projektissa kehitettiin useita erilaisia telinegeometrioita ja suoritettiin elementtianalyysi, jolla ymmärrettiin luun rakenteen mekaanisia ominaisuuksia, niiden roolia kudosten kehityksessä sekä rasituksen ja jännityksen maksimaalista jakautumista telineessä.Trabekulaarisista luunäytteistä kerättiin tietokonetomografia (CT) CAD:llä suunniteltujen telinerakenteiden lisäksi.Näiden suunnitelmien avulla voit luoda ja testata prototyyppejä sekä suorittaa näiden mallien FEM:iä.Mikrodeformaatioiden mekaaniset mittaukset suoritettiin valmistetuille tukirakenteille ja reisiluun pään luun trabekulaarinäytteille, ja näitä tuloksia verrattiin FEA:n samoista rakenteista saamiin tuloksiin.Uskotaan, että mekaaniset ominaisuudet riippuvat suunnitellusta huokosmuodosta (rakenteesta), huokoskoosta (120, 340 ja 600 µm) ja kuormitusolosuhteista (kuormituslohkojen kanssa tai ilman).Muutoksia näissä parametreissa tutkittiin 8 mm3, 22,7 mm3 ja 1000 mm3 huokoisille rungoille, jotta niiden vaikutusta jännitysjakaumaan voitaisiin tutkia kattavasti.Kokeiden ja simulaatioiden tulokset osoittavat, että rakenteen geometrisella suunnittelulla on tärkeä rooli rasituksen jakautumisessa, ja korostavat rungon suunnittelun suurta potentiaalia parantaa luun regeneraatiota.Yleensä huokoskoko on tärkeämpi kuin huokoisuustaso määritettäessä yleistä maksimirasitustasoa.Huokoisuus on kuitenkin tärkeä myös telinerakenteiden osteokonduktiivisuuden määrittämisessä.Kun huokoisuustaso nousee 30 %:sta 70 %:iin, maksimijännitysarvo kasvaa merkittävästi samalla huokoskoolla.
Myös telineen huokoskoko on tärkeä valmistusmenetelmän kannalta.Kaikilla nykyaikaisilla nopean prototyyppien valmistusmenetelmillä on tiettyjä rajoituksia.Vaikka perinteinen valmistus on monipuolisempaa, monimutkaisempia ja pienempiä malleja on usein mahdotonta valmistaa.Suurin osa näistä teknologioista ei tällä hetkellä nimellisesti pysty tuottamaan kestävästi alle 500 µm:n huokosia.Näin ollen tämän työn tulokset, joiden huokoskoko on 600 µm, ovat olennaisimpia nykyisten nopeiden valmistustekniikoiden tuotantokyvyn kannalta.Esitetty kuusikulmainen rakenne, vaikka sitä tarkastellaan vain yhteen suuntaan, olisi anisotrooppisin rakenne kuutioon ja kolmioon perustuviin rakenteisiin verrattuna.Kuutio- ja kolmiorakenteet ovat suhteellisen isotrooppisia kuusikulmaisiin rakenteisiin verrattuna.Anisotropia on tärkeä, kun otetaan huomioon suunnitellun telineen osteokonduktiivisuus.Jännitysjakauma ja aukon sijainti vaikuttavat uudistusprosessiin, ja erilaiset kuormitusolosuhteet voivat muuttaa maksimirasitusarvoa ja sen sijaintia.Vallitsevan kuormitussuunnan tulisi edistää huokosten kokoa ja jakautumista, jotta solut voivat kasvaa suurempiin huokosiin ja tarjota ravinteita ja rakennusmateriaaleja.Toinen mielenkiintoinen johtopäätös tästä työstä, tutkimalla jännitysjakaumaa pilarien poikkileikkauksessa, on, että pilarien pintaan kirjataan korkeampia jännitysarvoja verrattuna keskustaan.Tässä työssä osoitettiin, että huokoskoko, huokoisuustaso ja kuormitusmenetelmä liittyvät läheisesti rakenteessa koettuihin rasitustasoihin.Nämä havainnot osoittavat mahdollisuuden luoda tukirakenteita, joissa tukipinnan jännitystasot voivat vaihdella enemmän, mikä voi edistää solujen kiinnittymistä ja kasvua.
Synteettiset luunkorviketelineet tarjoavat mahdollisuuden yksilöllisesti räätälöidä ominaisuuksia, voittaa luovuttajien rajallisen saatavuuden ja parantaa osseointegraatiota.Luutekniikan tavoitteena on ratkaista nämä ongelmat tarjoamalla korkealaatuisia siirteitä, joita voidaan toimittaa suuria määriä.Näissä sovelluksissa sekä sisäinen että ulkoinen telinegeometrialla on suuri merkitys, sillä niillä on merkittävä vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin, läpäisevyyteen ja solujen lisääntymiseen.Nopea prototyyppitekniikka mahdollistaa epästandardien materiaalien käytön tietyllä ja optimoidulla geometrialla, jotka on valmistettu erittäin tarkasti.Tässä artikkelissa tutkitaan 3D-tulostustekniikoiden kykyä valmistaa monimutkaisia geometrioita luurankorakenteista käyttämällä biologisesti yhteensopivia kalsiumfosfaattimateriaaleja.Alustavat tutkimukset patentoidusta materiaalista osoittavat, että ennustettu suunnattu mekaaninen käyttäytyminen voidaan saavuttaa.Valmistettujen näytteiden suuntamekaanisten ominaisuuksien todelliset mittaukset osoittivat samoja trendejä kuin elementtianalyysin (FEM) tulokset.Tämä työ osoittaa myös 3D-tulostuksen toteutettavuuden valmistaa kudostekniikan geometrisia telineitä bioyhteensopivasta kalsiumfosfaattisementistä.Rungot valmistettiin painamalla dinatriumvetyfosfaatin vesiliuoksella jauhekerrokselle, joka koostui kalsiumvetyfosfaatin ja kalsiumhydroksidin homogeenisesta seoksesta.Märkäkemiallinen saostusreaktio tapahtuu 3D-tulostimen jauhepedissä.Kiinteitä näytteitä valmistettiin valmistetun kalsiumfosfaattisementin (CPC) tilavuuspuristuksen mekaanisten ominaisuuksien mittaamiseksi.Näin valmistettujen osien keskimääräinen kimmokerroin oli 3,59 MPa ja keskimääräinen puristuslujuus 0,147 MPa.Sintraus lisää merkittävästi puristusominaisuuksia (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), mutta pienentää materiaalin ominaispinta-alaa.Sintrauksen seurauksena kalsiumfosfaattisementti hajoaa β-trikalsiumfosfaatiksi (β-TCP) ja hydroksiapatiitiksi (HA), minkä vahvistavat termogravimetrisen ja differentiaalisen lämpöanalyysin (TGA/DTA) ja röntgendiffraktioanalyysin tiedot ( XRD).ominaisuudet ovat riittämättömät erittäin kuormitetuille implanteille, joissa vaadittu lujuus on 1,5 - 150 MPa ja puristusjäykkyys ylittää 10 MPa.Kuitenkin jatkokäsittely, kuten tunkeutuminen biohajoavilla polymeereillä, voi tehdä näistä rakenteista sopivia stenttisovelluksiin.
Tavoite: Maaperän mekaniikan tutkimus on osoittanut, että kiviaineksiin kohdistettu tärinä johtaa tehokkaampaan hiukkasten kohdistukseen ja vähentää kiviainekseen vaikuttamiseen tarvittavaa energiaa.Tavoitteenamme oli kehittää menetelmä tärinän vaikutukselle luun törmäysprosessiin ja arvioida sen vaikutusta iskeytyneiden siirteiden mekaanisiin ominaisuuksiin.
Vaihe 1: 80 naudan reisiluun pään jauhaminen Noviomagus-luumyllyn avulla.Siirteet pestiin sitten käyttämällä pulssipitoista suolaliuospesujärjestelmää seulalevyllä.Kehitettiin vibro-iskulaite, joka oli varustettu kahdella 15 V:n tasavirtamoottorilla, joiden epäkeskopainot on kiinnitetty metallisylinterin sisään.Heitä siihen painoa annetulta korkeudelta 72 kertaa toistaaksesi luuhun osumisen.Tärinäkammioon asennetulla kiihtyvyysmittarilla mitattu värähtelytaajuusalue testattiin.Jokainen leikkauskoe toistettiin sitten neljällä eri normaalikuormalla, jotta saatiin sarja jännitys-venymäkäyriä.Kutakin testiä varten rakennettiin Mohr-Coulombin murtumisverhot, joista johdettiin leikkauslujuus ja estoarvot.
Vaihe 2: Toista koe lisäämällä verta toistaaksesi kirurgisissa olosuhteissa kohdattavan rikkaan ympäristön.
Vaihe 1: Siirteet, joissa oli lisääntynyt tärinä kaikilla tärinätaajuuksilla, osoittivat suurempaa leikkauslujuutta verrattuna iskuihin ilman tärinää.60 Hz:n värähtelyllä oli suurin vaikutus ja se oli merkittävää.
Vaihe 2: Okstaminen lisävärähtelyiskulla kyllästetyissä kiviaineksissa osoitti alhaisempaa leikkauslujuutta kaikilla normaaleilla puristuskuormilla kuin isku ilman tärinää.
Johtopäätös: Maa- ja vesirakentamisen periaatteet ovat sovellettavissa implantoidun luun istuttamiseen.Kuivissa kiviaineksissa tärinän lisääminen voi parantaa iskuhiukkasten mekaanisia ominaisuuksia.Järjestelmämme optimaalinen värähtelytaajuus on 60 Hz.Kyllästetyissä kiviaineksissa tärinän lisääntyminen vaikuttaa haitallisesti kiviaineksen leikkauslujuuteen.Tämä voidaan selittää nesteytysprosessilla.
Tämän työn tavoitteena oli suunnitella, rakentaa ja testata järjestelmä, joka voi häiritä siinä seisovia koehenkilöitä, jotta voidaan arvioida heidän kykynsä reagoida näihin muutoksiin.Tämä voidaan tehdä kallistamalla nopeasti pintaa, jolla henkilö seisoo, ja palauttamalla se sitten vaaka-asentoon.Tästä on mahdollista määrittää, pystyivätkö koehenkilöt säilyttämään tasapainotilan ja kuinka kauan heiltä kesti palauttaa tämä tasapainotila.Tämä tasapainotila määritetään mittaamalla kohteen asentovaikutus.Heidän luonnollista asennon heilahtelua mitattiin jalkapaineprofiilipaneelilla sen määrittämiseksi, kuinka paljon heilahtelu oli testin aikana.Järjestelmä on myös suunniteltu monipuolisemmaksi ja edullisemmaksi kuin tällä hetkellä kaupallisesti saatavilla, koska vaikka nämä koneet ovat tärkeitä tutkimukselle, niitä ei tällä hetkellä käytetä laajalti korkeiden kustannustensa vuoksi.Tässä artikkelissa esiteltyä äskettäin kehitettyä järjestelmää on käytetty jopa 100 kg painavien testiesineiden siirtämiseen.
Tässä työssä kuusi tekniikan ja fysiikan laboratoriokoetta suunniteltiin parantamaan opiskelijoiden oppimisprosessia.Tämä saavutetaan asentamalla ja luomalla virtuaalisia instrumentteja näitä kokeita varten.Virtuaaliinstrumenttien käyttöä verrataan suoraan perinteisiin laboratorioopetusmenetelmiin ja pohditaan molempien lähestymistapojen kehittämisen perusteita.Aikaisempia tietokoneavusteisen oppimisen (CBL) käyttöä vastaavissa tähän työhön liittyvissä projekteissa on käytetty arvioitaessa joitain virtuaalisten instrumenttien etuja, erityisesti niitä, jotka liittyvät oppilaiden lisääntyneeseen kiinnostukseen, muistin säilyttämiseen, ymmärtämiseen ja viime kädessä laboratorioraportointiin..liittyviä etuja.Tässä tutkimuksessa käsitelty virtuaalikoe on uudistettu versio perinteisestä tyylikokeesta ja tarjoaa siten suoran vertailun uudesta CBL-tekniikasta perinteiseen tyylilaboratorioon.Kokeen kahden version välillä ei ole käsitteellistä eroa, ainoa ero on tavassa, jolla se esitetään.Näiden CBL-menetelmien tehokkuutta arvioitiin tarkkailemalla virtuaaliinstrumenttia käyttävien opiskelijoiden suorituksia verrattuna muihin saman luokan opiskelijoihin, jotka suorittivat perinteisen kokeellisen tavan.Kaikki opiskelijat arvioidaan lähettämällä raportteja, kokeisiinsa liittyviä monivalintakysymyksiä ja kyselylomakkeita.Tämän tutkimuksen tuloksia verrattiin myös muihin vastaaviin CBL-alan tutkimuksiin.
Postitusaika: 19.2.2023