微混合器作为一种可以实现快速、高效的混合设备在生物分析、化学反应和检测等领域中应用,特斯拉阀因其简单的结构和特殊的流动机理常应用于微混合器的结构设计中。为提高混合效率,在特斯拉型混合器中添加菱形障碍物,并基于流场分析对其布局进行了优化和实验验证。以混合率和压降比值最大为优化目标对菱形障碍物在特斯拉型微混合器布局进行优化,经过优化得最优菱形障碍物尺寸为46.35μm,最优横向偏移量为18.78μm,最优竖向偏移量为20μm。基于优化结果,设计并制作了添加菱形障碍物的特斯拉型微混合器并对微混合器的混合效果进行实验验证。结果表明设计优化的菱形障碍物特斯拉型微混合器与未添加障碍物时的特斯拉型微混合器相比在相同条件下具有更高的混合效率。

磁流变液阻尼器具有阻尼可控、能耗低、对外界激励响应快等特点,因此基于磁流变液阻尼器的下假肢成为目前假肢应用领域的研究热点。现有磁流变液阻尼器体积较大且笨重,而且初始阻尼力较大,用于下假肢膝关节时无法对人体步态进行良好地模拟,从而降低了人体运动过程中的步态质量和患者的舒适程度。因此,提出一种应用在下假肢膝关节的孔隙结合式磁流变液阻尼器,孔隙结合式磁流变液阻尼器响应快、模拟出的步态拟人性强、结构轻巧、易更换、使用寿命长且价格低廉,可满足截肢患者对假肢的性能及外观要求。

微液滴是一种十分优秀的微反应器,在化学合成、生物检测及细胞研究等领域应用广泛。近年来,声表面波微流控技术发展迅速,在微液滴制备中具有重要应用前景。首先简单回顾了微液滴和声表面波微流控的研究发展历程,然后重点介绍了声表面波微流控液滴生成的工作原理、器件结构、液滴生成过程及工艺参数等;同时介绍了声表面波微流控核壳微液滴的可控生成机理及其制造过程。最后总结并展望了该技术在生化检测、生物3D打印等领域的应用前景。

地层动态测试器逐渐成为石油勘探与开发领域中不可或缺的重要设备。其中,液压系统工作稳定性易受到井下极端环境影响,因此迫切需要通过仿真手段预先判断其潜在缺陷并加以优化。首先介绍地层动态测试器液压系统组成,分析其工作原理及系统特性;其次应用Automation Studio软件搭建仿真模型,设置各元件的结构参数和工作参数;接着对八种工作状态进行仿真,获取液压泵出口压力、执行元件行程等关键参数,对系统潜在缺陷进行分析,提出相应的优化设计方案。

针对液压执行器力控跟踪要求高度的非线性及不确定性的动力学模型问题,导致液压驱动系统高精度运动控制存在困难,提出采用一种基于传感器的增量式非线性动态逆控制方法来解决液压执行器的力跟踪问题。建立液压执行器动力学模型,理论分析了INDI控制策略在力控制模型上具有稳定性好、抗干扰能力强、系统标定范围大的优势。利用该控制器压力差导数作为反馈,不依赖于精确的液压执行器数学模型和参数标定,对模型不确定性具有固有的鲁棒性。仿真试验和理论分析表明:采用高频率采样的INDI控制器力跟踪误差始终稳定在6%左右;最大跟踪误差也不超过8%;对参数不确定性具有极强的鲁棒性。

液压缸作为液压系统主要执行元件之一,行业应用对液压缸的综合性能要求越来越高,液压缸性能测试是保证液压系统正常运行的必要前提。为了满足液压缸性能测试的较高要求,该文设计了基于Labview的液压缸综合性能测试数据采集系统,通过传感器采集测试数据,依据工控机对数据进行整理分析来评估液压缸的综合性能。系统可靠性好、测量精度高、可以满足设计要求。

针对目前连续式液压装载机采用开式回路系统和全功率控制方法存在的油箱大、能耗高、效率低问题．对液压系统进行改进设计。通过改变回路形式和采用交叉功率控制方法，使原有系统的体积缩小了近25％、能耗降低了10％以上、工作效率提高了4％左右，具有一定的理论意义和工程实用价值。

设计了一种全水润滑的轴向柱塞液压泵,并对影响泵容积效率的主要因素进行了分析。运用有限元法计算分析了水液压泵缸体的侧向位移;利用MATLAB软件分析计算了柱塞倾侧状态下柱塞副间隙对泄漏量的影响。效率实验表明,所研制的泵样机在额定工作条件下具有较高的容积效率。

为了减少油的泄漏延长轴承及齿轮的寿命设计了一种新型卸压组合密封。首先讲述了原来密封结构存在的问题;接着介绍了新型卸压组合密封结构的特点采用了该密封结构后减速器可设计成三面放置;最后通过试验证明该密封结构的有效性。

为解决大型设备横梁实现大尺寸升降问题提出一种光杠自锁升降装置即通过与立柱相联结的可涨开过盈弹性套和可锁紧开口弹性套与提升油缸的交替运动以实现横梁的大行程。为计算弹性套与立柱间的过盈量保证加压时弹性套可在立柱上自由移动不加压时弹性套与立柱处于锁紧状态采用有限元法计算出弹性套与立柱间的合理过盈量为光杠自锁升降装置的设计提供了理论依据模拟分析和实际应用证明了这种光杠自锁升降装置可实现大行程。