生物组织精准手术器械设计制造专栏序

手术是利用机械、电、磁、声、光等能量的医疗器械对病人身体生物组织或器官进行切除、针刺、清理和缝合等操作,进而实现诊断与治疗,其本质是对生物组织进行加工与操作.高效可靠的手术器械设计与制造,具有精准化、微创化、个性化、集成化和远程化等特点,涉及多尺度生物组织与器官的手术操作(切除、针刺、清理和缝合等)机理、载能复合加工的能量传递及精确控制理论、器械功能界面调控及其与生物组织的力学交互作用机制、手术机器人、医用新材料和医疗3D打印等多学科领域的研究,是工程与医学深度融合推动医疗进步的必然趋势.     

疏水引力在煤泥浮选过程中的作用机理及应用

为了分析疏水引力在煤泥浮选过程中的作用机理,将-0.074mm的不同密度细粒煤泥混入粗粒煤泥中进行浮选试验,研究不同密度细粒煤泥对可燃体回收率的影响;进行了EDLVO理论计算,分析各作用能的作用效果和疏水引力的成因。结果表明:1.3～1.4 g/cm~3密度级细粒煤泥容易罩盖于粗粒精煤表面疏水部分;水中两个相互接近的疏水表面间的作用以疏水作用为主,疏水引力的产生是由于水中疏水表面相互接近到一定距离时自发形成了纳米气泡桥;浮选调浆的强度应适中,在破坏煤泥颗粒间疏水引力的同时而不破坏煤泥与气泡的附着。     

印制电路板微孔机械钻削研究

文章介绍广东工业大学印制电路板精密加工实验室对机械钻削PCB微孔的研究工作进展。研究了PCB机械加工的加工过程、钻削力、钻削温度和钻削质量;分析了钻头磨损与断针的主要特征及原因,分析了钻削机床的动态性能,提出了印制电路板高速数控钻床的设计原则,设计制造出了具有钻削力测定、快速更换主轴等功能、主轴最高转速为250 min的印制电路板超高速超微细钻床。     

煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理

为探究煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理,按密度分选富集煤岩显微组分,采用KOH活化法制备活性炭,测试了原煤和前驱体煤岩显微组分的性质,分析了活性炭的氮气吸附量、孔结构特征、官能团和润湿性。结果表明:按密度分选可以有效富集煤岩显微组分,煤中活性组分与惰性组分之间的协同效应对活性炭的表面性质有重要影响;中间密度级前驱体的活惰比(活性组分与惰性组分的体积分数比)适中,既有充足的活性组分造孔,又有足够的惰性组分形成骨架,用其制备的活性炭孔结构最发达,比表面积和总孔体积最大(分别为1 264.47 m~2/g和0.700 0 cm~3/g),中孔率最高(35.71%),氮气吸附量最大;随着前驱体活惰比减小,活性炭的含氧官能团少量减少,而矿物质含量迅速增加,使得KOH电解液对活性炭的润湿性增强。     

花岗岩切削破碎过程研究

国内外还较少对花岗岩等硬岩的切削加工进行过系统研究.本文采用显微观察法,详细研究了两种花岗岩的切削过程;采用断口分析技术,分析了切削断裂的应力性质;提出了一个新的花岗岩切削机理模型.该模型表明,在花岗岩切削过程中,微裂纹和主裂纹的生成和扩展,形成了粉屑、颗粒切屑和大块断裂切屑;它们受到切削深度和岩石性质的影响.     

珠三角地区地埋管地源热泵热水系统运行特性实验研究

在现有的U形地埋管地源热泵热水系统的基础上搭建了实验平台,研究了该地区不同运行工况下地埋管地源热泵的启动运行特性、制热性能系数COP、地埋管内循环水温度恢复规律、单位井深换热量及地埋管换热器的热影响半径.结果显示,该地区地埋管地源热泵供热工况下从启动到进入稳定换热的时间为6～9 h,连续和间歇运行工况下COP的平均值分别为3.47和3.56,间歇运行工况下两个实验井的单位井深换热量比连续运行工况分别提高了6.6％和9.4％,两种U形地埋管换热器在48 h内的热影响半径均在0.5～1.0m之间.     

基于小波分析的金刚石锯片锯切混凝土加工状态及表面质量分析

针对不同骨料加工性差异较大,导致混凝土锯切情况复杂多变、难以进行加工状态及表面质量有效监控的问题,利用金刚石锯片分别对软骨料、硬骨料及混凝土展开锯切试验,利用小波分析多尺度转换研究了硬软骨料单一成分锯切力信号在不同尺度上的基本特征及其与关联维数的关系,并利用单一成分关联维数特征判断混凝土加工状态及表面质量。结果表明,锯切力的a7尺度信号特征可用于判断硬软骨料的比重,d3尺度信号关联维数代表了混凝土材料的脆性断裂程度及表面加工质量。     

不同涂层刀具车削医用316L不锈钢性能研究

316L医用不锈钢具有在生物体内能保持良好的抗腐蚀性、高的生物相容性、没有或者在符合标准下低的离子析出等优点。本文分析了采用不同的切削参数(切削速度VC、每转进给量f以及切削深度ap)时涂层刀具车削316L不锈钢的切削力和工件表面粗糙度;研究了不同涂层刀具(KC5025、KCM25、KCU10、KC9125)车削316L不锈钢时的刀具寿命以及利用MATLAB拟合刀具的寿命曲线,实现快速及准确预测相应的刀具寿命;通过正交试验研究了不同切削参数以及刀具材质对切削力与工件表面粗糙度的影响程度,获得了适宜316L不锈钢车削的涂层刀具及其切削参数。     

基于活动拉深筋过拉深工艺的高强钢S梁扭曲回弹控制研究

采用CAE分析与现场调试相结合的方法,研究了高强钢变截面S梁拉延后的扭曲回弹规律,发现拐角特征是S梁发生扭曲回弹的关键影响因素。通过对拐角截面的应力和变形分析,解释了拐角造成扭曲回弹的原因,并设计了成形筋,以控制拐角造型引起的扭曲回弹。在设计成形筋的基础上,比较了变压边力和活动拉深筋过拉深两种工艺方案对S梁扭曲回弹的改善效果。研究结果表明活动拉深筋过拉深工艺对S梁扭曲回弹的改善更有效。