基于各向异性皮质骨的钻削温度研究

为了研究钻削用量与钻削温度之间的关系,利用ABAQUS软件建立医用麻花钻和皮质骨的钻削仿真模型。基于皮质骨各向异性的本质属性,分析比较各向同性与各向异性模型,证明各向异性模型更符合真实情况;利用各向异性模型研究钻削温度与转速、进给速度和背吃刀量之间的关系。     

钻削温度动态测量的试验研究

本文通过一种新的钻削测温方法，试验研究得出了切削温度随切削速度、进给量变化的规律和关系曲线，获得了一些有意义的发现。     

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型.实验结果表明:轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小,温升降低了3～5℃;通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素...     

基于LabVIEW的钻削温度动态测试系统设计

介绍了一种基于LabVIEW开发平台与凌华PCI-9118数据采集卡相结合,并以半人工热电偶法为测温方法的钻削温度动态测试系统,具有数字及图形显示、数据存储、数据回放、数据处理等功能。     

采用薄膜热电偶的多层印刷电路板原位钻削温度测量

针对工业用多层印刷电路板(PCB)加工过程中钻削温度难以准确测量的技术难题,提出了一种基于薄膜热电偶的PCB各板层原位钻削温度测量方法。根据PCB的截面结构采用材料叠层建模方法对PCB钻削过程进行建模仿真,掌握了钻削过程中PCB钻削温度的分布及变化情况,并确定了传感器最佳镀膜位置为钻头进给方向的垂直底部。采用直流脉冲磁控溅射技术,在不同层数的PCB上制备薄膜热电偶传感器,并对其静、动态性能进行研究,结果表明所研制的温度传感器在30~200 ℃范围内,塞贝克系数为37.4 μV/℃,非线性误差不超过0.65%,动态响应时间为0.095ms。对不同层数的PCB进行了多组钻削温度测量实验,结果显示,钻削过程中4层、12层、20层的最高钻削温度分别为49.30 ℃、53.90 ℃、63.90 ℃,且每组重复实验的温度相对稳定,温度测量误差不超过0.8 ℃。该测量方法为PCB高速钻削工艺改进提供了参考。     

C/E复合材料高速钻削温度测量研究

采用嵌入式人工热电偶的方法对C/E复合材料高速硬质合金钻削刀具进行测温试验,并通过研究切削参数对其刀具后刀面温度的影响来验证该试验装置的可靠性。为了克服热电偶导线从旋转刀具引出的困难,先用线切割的方法在钻头的螺旋槽到第二后刀面处割个通孔,热电偶埋在通孔中,并用导热胶粘附在钻头的第二后刀面上,避免了热电偶在钻削的过程被工件材料磨掉。全程干切削结果表明是可靠的。     

医疗钻头钻削力和钻削温度的试验研究

在高速钻削猪胫骨过程中,钻削力和钻削温度对改进医疗钻头的设计是非常重要的.研究结果表明:在钻削骨头的过程中,钻削力和钻削温度受进给速度和钻削速度的影响.相比不锈钢麻花钻,带三个切削刃的新型医疗钻头能够取得更小的钻削力和低于47℃的钻削温度.     

面向康复的医疗手术中钻削力和钻削温度研究

随着我国生活水平的提高及医保范围的扩大,患者对先进手术水平的期望值越来越高,对手术的要求由面向治疗转化为面向康复。面向康复手术的低损伤和快愈合特点,除了取决于临床医生的实际经验外,手术器械性能优劣也是重要的影响因素。而各类手术器械势必对人体造成各类损伤,特别是应用于各类骨手术的医疗钻头,其在手术中产生的钻削力和钻削温度,不可避免地导致不同程度的骨损伤。因此,充分了解医疗钻头的钻削机理、优化医疗钻头的结构和工艺参数是降低医疗钻头的钻削力和钻削温度损伤、加快患者术后康复、满足患者面向康复手术要求的重要途径。本文就当前医疗钻头的研究现状,阐述了医疗钻头钻削温度的产生、测量及其影响因素;分析了医疗钻头钻削参数、钻头设计等对钻削力的影响;指出了医疗钻头钻削力和钻削温度损伤控制的发展方向。     

基于有限元分析的皮质骨钻削力的研究

基于ABAQUS,通过选择合理的切屑分离准则、网格划分技术和网格划分算法,设置合理的边界条件和单元类型等,建立了普通麻花钻钻削皮质骨的有限元仿真模型。通过中心复合试验,研究了钻削力与钻头直径、转速和进给速度的关系。仿真结果表明:在一定范围内,随着钻头直径和进给速度的增大,钻削力增大;随着转速的增加,钻削力减小。本研究为临床骨钻削手术提供理论指导,并且对优化刀具结构、确定合理的切削用量、降低加工成本具有现实意义。     

CFRP钻削加工参数对钻削温度及材料损伤的影响

基于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)钻削实验分析了钻削过程的温变特性,研究了钻削加工参数对钻削温度和材料损伤的影响。结果表明：钻削温度随钻削深度同趋势增加,出口侧加工缺陷主要位于90°纤维切削角区域;进给量和转速都对热量累积起着重要作用,与转速相比,进给量对温度的影响占主导地位;钻削温度随进给量增大而降低,综合损伤因子随进给量的增大而增大。     

基于虚拟仪器的温度测量系统设计

本文介绍了一种基于LabVIEW虚拟仪器的温度测量系统。系统由LM35集成温度传感器和虚拟仪器组成,文中介绍了LM35集成温度传感器的特性和系统结构设计,重点阐述了虚拟仪器系统的构建和系统软件设计。与传统的温度测量仪表相比,该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点,具有较高的应用价值。     

基于虚拟仪器技术的光纤测温系统设计

介绍了光纤单色辐射式测温原理，建立了测温系统数学模型，针对恶劣环境下的温度测量问题，利用石英光纤束和窄带滤光片，设计了基于虚拟仪器技术的实时测温系统，阐述了系统工作原理和实现方法，以及系统的硬件和软件结构，说明了在虚拟仪器开发平台上进行数据采集与数据分析的实现方法，采用单片机硬件系统和LabVIEW软件系统以保证测量精度和稳定性，并实现了数据的存储和远程显示。本系统具有操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。     

基于LabVIEW的虚拟温度测控系统设计

测控系统正向虚拟仪器方向发展。基于Lab VIEW开发了虚拟温度测控系统,内部软件部分通过串接口与PC通信,外部硬件部分是通过A/D口与系统连接的数据采集卡和温度传感器,构成基于Lab VIEW的虚拟温度测控系统。通过温度感测传感器性能实验的实际应用,表明基于Lab VIEW的温度测控系统开发软件能够完成对温度的精确测控。     

基于虚拟仪器的植物电位信号测量系统的设计

采用U12数据采集卡和微弱信号放大器、以LABVIEW为软件开发平台,设计了植物电信号采集虚拟仪器试验系统,利用该试验系统可以对植物电位信号进行数据采集,初步建立了“植物-电信号获取-电信号的调理-计算机信息数据处理-数据波形显示-数据分析”系统.     

Drilling Force and Temperature of Bone under Dry and Physiological Drilling Conditions

Many researches on drilling force and temperature have been done with the aim to reduce the labour intensiveness of surgery, avoid unnecessary damage and improve drilling quality. However, there has not been a systematic study of mid- and high-speed drilling under dry and physiological conditions（injection of saline）. Furthermore, there is no consensus on optimal drilling parameters. To study these parameters under dry and physiological drilling conditions, pig humerus bones are drilled with medical twist drills operated using a wide range of drilling speeds and feed rates. Drilling force and temperature are measured using a YDZ-II01W dynamometer and a NEC TVS-500EX thermal infrared imager, respectively, to evaluate internal bone damage. To evaluate drilling quality, bone debris and hole morphology are observed by SEM（scanning electron microscopy）. Changes in drilling force and temperature give similar results during drilling such that the value of each parameter peaks just before the drill penetrates through the osteon of the compact bone into the trabeculae of the spongy bone. Drilling temperatures under physiological conditions are much lower than those observed under dry conditions, while a larger drilling force occurs under physiological conditions than dry conditions. Drilling speed and feed rate have a significant influence on drilling force, temperature, bone debris and hole morphology. The investigation of the effect of drilling force and temperature on internal bone damage reveals that a drilling speed of 4500 r/min and a feed rate of 50 mm/min are recommended for bone drilling under physiological conditions. Drilling quality peaks under these optimal parameter conditions. This paper proposes the optimal drilling parameters under mid- and high-speed surgical drilling, considering internal bone damage and drilling quality, which can be looked as a reference for surgeons performing orthopedic operations.     

切削温度虚拟仪器的软件设计

主要介绍了基于LabVIEW平台的切削温度在线测量虚拟仪器的软件设计。该软件实现了切削温度的实时显示,切削参数和测得温度数据的存储、查询和比较分析,切削试验数据报表的生成,切削正交试验设计等功能。     

基于虚拟仪器的生物抗体自动包被机自动监测系统研制

以自行研制的包被机伺服进给系统为研究对象,设计了基于虚拟仪器的电机在线监测系统.该监测系统可在线诊断超声波电机堵转状态、实时显示步进电机温度变化、振动幅值及能量.