Markmið þessarar vinnu er að þróa sjálfvirkt leysivinnsluferli með mikilli víddarnákvæmni og fyrirfram ákveðnum vinnslukostnaði.Þessi vinna felur í sér greiningu á stærðar- og kostnaðarspálíkönum fyrir leysisframleiðslu á innri Nd:YVO4 örrásum í PMMA og innri leysivinnslu á pólýkarbónati til framleiðslu á örflæðistækjum.Til að ná þessum markmiðum verkefnisins báru ANN og DoE saman stærð og kostnað CO2 og Nd:YVO4 leysikerfa.Fullkomin útfærsla á endurgjöfarstýringu með undirmíkróna nákvæmni línulegrar staðsetningar með endurgjöf frá kóðara er útfærð.Sérstaklega er sjálfvirkni leysigeislunar og staðsetningar sýna stjórnað af FPGA.Ítarleg þekking á vinnsluferlum og hugbúnaði Nd:YVO4 kerfisins gerði kleift að skipta út stjórneiningunni fyrir Compact-Rio forritanlegri sjálfvirknistýringu (PAC), sem náðist í High Resolution Feedback 3D staðsetningarþrepinu LabVIEW Code Control Submicron Encoders .Full sjálfvirkni þessa ferlis í LabVIEW kóða er í þróun.Núverandi og framtíðarvinna felur í sér mælingar á víddarnákvæmni, nákvæmni og endurgerðanleika hönnunarkerfa og tengdri hagræðingu á rúmfræði örrása fyrir örflæðis- og rannsóknarstofubúnað á flís fyrir efna-/greiningarnotkun og aðskilnaðarvísindi.
Fjölmargar umsóknir um mótaða hálfharða málmhluta (SSM) krefjast framúrskarandi vélrænna eiginleika.Framúrskarandi vélrænni eiginleikar eins og slitþol, hár styrkur og stífleiki eru háðir örbyggingareiginleikum sem skapast af ofurfínu kornastærð.Þessi kornastærð fer venjulega eftir bestu vinnsluhæfni SSM.Hins vegar innihalda SSM steypur oft leifar af porosity, sem er mjög skaðlegt fyrir frammistöðu.Í þessari vinnu verða mikilvægir ferlar við mótun hálfharðra málma til að fá hágæða hluta kannað.Þessir hlutar ættu að hafa minnkað grop og bætta örbyggingareiginleika, þar á meðal ofurfín kornastærð og samræmda dreifingu herðandi botnfalls og málmblöndur örþáttasamsetningar.Sérstaklega verða greind áhrif tíma-hitaformeðferðaraðferðar á þróun æskilegrar örbyggingar.Kannaðir verða eiginleikar sem stafa af aukinni massa, svo sem aukningu á styrk, hörku og stífleika.
Þetta verk er rannsókn á leysibreytingum á yfirborði H13 verkfærastáls með því að nota púlsaðan leysirvinnsluham.Upphafleg tilraunaskimunaáætlun sem framkvæmd var leiddi til betri nákvæmrar áætlunar.Notaður er koldíoxíð (CO2) leysir með bylgjulengd 10,6 µm.Í tilraunaáætlun rannsóknarinnar voru notaðir leysiblettir af þremur mismunandi stærðum: 0,4, 0,2 og 0,09 mm í þvermál.Aðrar stýranlegar breytur eru hámarksafl leysir, endurtekningartíðni púls og skörun púls.Argongas við 0,1 MPa þrýsting hjálpar stöðugt við leysivinnslu.Sýni H13 var hrjúfað og efnafræðilega etsað fyrir vinnslu til að auka yfirborðsgleypni við CO2 leysisbylgjulengdina.Lasermeðhöndluð sýni voru útbúin fyrir málmfræðirannsóknir og eðlisfræðilegir og vélrænir eiginleikar þeirra einkenndir.Málmfræðilegar rannsóknir og greiningar á efnasamsetningu voru gerðar með skanna rafeindasmásjá ásamt orkudreifandi röntgengreiningu.Kristallleiki og fasagreining á breyttu yfirborði var framkvæmd með XRD kerfi með Cu Kα geislun og bylgjulengd 1,54 Å.Yfirborðssniðið er mælt með því að nota stílsniðskerfi.Hörkueiginleikar breyttra yfirborða voru mældir með Vickers demants örinndrætti.Áhrif yfirborðsgrófs á þreytueiginleika breyttu yfirborðsins voru rannsökuð með því að nota sérframleitt hitaþreytukerfi.Það hefur komið fram að hægt er að fá breytt yfirborðskorn með ofurfínum stærðum undir 500 nm.Bætt yfirborðsdýpt á bilinu 35 til 150 µm náðist á leysimeðhöndluðum H13 sýnum.Kristöllun hins breytta H13 yfirborðs minnkar verulega, sem tengist handahófskenndri dreifingu kristalla eftir lasermeðferð.Lágmarks leiðrétt meðal yfirborðsgrófleiki H13 Ra er 1,9 µm.Önnur mikilvæg uppgötvun er að hörku hins breytta H13 yfirborðs er á bilinu 728 til 905 HV0.1 við mismunandi leysistillingar.Samband á milli niðurstaðna hitauppgerða (hitunar- og kælihraða) og niðurstöður hörku var komið á til að skilja enn frekar áhrif leysistærða.Þessar niðurstöður eru mikilvægar fyrir þróun yfirborðsherðingaraðferða til að bæta slitþol og hitaverndandi húðun.
Parametric höggeiginleikar solid íþróttabolta til að þróa dæmigerða kjarna fyrir GAA sliotar
Meginmarkmið þessarar rannsóknar er að einkenna kraftmikla hegðun sliotar kjarna við högg.Viskóteygjueiginleikar boltans voru gerðir fyrir mismunandi högghraða.Nútíma fjölliða kúlur eru viðkvæmar fyrir álagshraða, en hefðbundnar fjölþátta kúlur eru háðar álagi.Ólínuleg seigjateygjanleg svörun er skilgreind með tveimur stífleikagildum: upphafsstífni og umfangsstífni.Hefðbundnar kúlur eru 2,5 sinnum stífari en nútíma kúlur, allt eftir hraða.Hraðari aukning á stífleika hefðbundinna bolta leiðir til ólínulegrar COR á móti hraða samanborið við nútíma bolta.Niðurstöður kvikstífleika sýna takmarkað notagildi hálfkyrrstöðuprófa og gormafræðilegra jöfnur.Greining á hegðun kúlulaga aflögunar sýnir að tilfærsla þyngdarmiðju og þverþjöppun er ekki í samræmi fyrir allar tegundir kúla.Með umfangsmiklum frumgerðatilraunum voru áhrif framleiðsluaðstæðna á frammistöðu bolta könnuð.Framleiðslubreytur hitastigs, þrýstings og efnissamsetningar voru mismunandi til að framleiða úrval af kúlum.Harka fjölliðunnar hefur áhrif á stífleikann en ekki orkudreifinguna, aukin stífleiki eykur stífleika boltans.Kjarnmyndandi aukefni hafa áhrif á hvarfgirni boltans, aukning á magni aukefna leiðir til minnkunar á hvarfvirkni boltans, en þessi áhrif eru viðkvæm fyrir fjölliðaflokknum.Töluleg greining var gerð með því að nota þrjú stærðfræðileg líkön til að líkja eftir viðbrögðum boltans við höggi.Fyrsta líkanið reyndist aðeins að takmörkuðu leyti geta endurskapað hegðun boltans, þó það hafi áður verið notað með góðum árangri á aðrar tegundir bolta.Annað líkanið sýndi sanngjarna framsetningu á höggsvörun bolta sem átti almennt við um allar boltagerðir sem prófaðar voru, en nákvæmni fyrir spá um kraftflutningssvörun var ekki eins mikil og nauðsynlegt væri fyrir útfærslu í stórum stíl.Þriðja líkanið sýndi marktækt betri nákvæmni þegar líkt var eftir boltasvörun.Kraftgildin sem myndast af líkaninu fyrir þetta líkan eru 95% í samræmi við tilraunagögnin.
Þessi vinna náði tveimur meginmarkmiðum.Önnur er hönnun og framleiðsla háhita háræðaseigjumælis og hin er hálf-solid málmflæðislíking til að aðstoða við hönnun og veita gögn til samanburðar.Háhita háræðaseigjumælir var smíðaður og notaður við fyrstu prófun.Tækið verður notað til að mæla seigju hálfharðra málma við aðstæður með háum hita og skurðhraða svipað og notað er í iðnaði.Háræðaseigjamælirinn er eitt punktakerfi sem getur reiknað út seigju með því að mæla flæði og þrýstingsfall yfir háræðið, þar sem seigja er í beinu hlutfalli við þrýstingsfall og í öfugu hlutfalli við flæði.Hönnunarviðmið fela í sér kröfur um vel stjórnað hitastig allt að 800ºC, innspýtingarhraða yfir 10.000 s-1 og stjórnað innspýtingarsnið.Tvívítt tveggja fasa fræðilegt tímaháð líkan var þróað með því að nota FLUENT hugbúnaðinn fyrir computational fluid dynamics (CFD).Þetta hefur verið notað til að meta seigju hálffastra málma þegar þeir fara í gegnum hannaðan háræðaseigjumæli við inndælingarhraða 0,075, 0,5 og 1 m/s.Einnig voru rannsökuð áhrif brots af málmföstu efni (fs) frá 0,25 til 0,50.Fyrir seigjujöfnuna afllögmáli sem notuð var til að þróa Fluent líkanið kom fram sterk fylgni á milli þessara breytu og seigjunnar sem leiddi til.
Þessi ritgerð rannsakar áhrif ferlibreyta á framleiðslu á Al-SiC málmfylkissamsetningum (MMC) í lotumoltuferli.Aðferðarbreytur sem voru rannsakaðar voru meðal annars hrærihraði, hrærivélartími, rúmfræði hrærivélar, staðsetning hrærivélar, hitastig málmvökva (seigja).Sjónræn hermir voru gerðar við stofuhita (25±C), tölvuhermingar og sannprófanir fyrir framleiðslu á MMC Al-SiC.Í sjónrænum og tölvuhermum voru vatn og glýserín/vatn notað til að tákna fljótandi og hálffast ál, í sömu röð.Könnuð voru áhrif seigju 1, 300, 500, 800 og 1000 mPa s og hræringarhraða 50, 100, 150, 200, 250 og 300 rpm.10 rúllur á stykki.% styrktar SiC agnir, svipaðar þeim sem notaðar eru í MMK áli, voru notaðar í sjónrænum og reikniprófum.Myndgreiningarpróf voru gerðar í glærum glerbikarglasi.Reiknihermir voru gerðar með því að nota Fluent (CFD forrit) og valfrjálsa MixSim pakkann.Þetta felur í sér 2D ásasamhverfa margfasa tímaháða uppgerð framleiðsluleiða með því að nota Eulerian (kornótt) líkanið.Það hefur verið ákvarðað hversu háð dreifingartíma agna, settíma og hvirfilhæð er á blöndunarrúmfræði og snúningshraða hrærivélarinnar.Fyrir hrærivél með °at spöðum hefur reynst 60 gráður spaðahorn betur til þess fallin að fá fljótt samræmda dreifingu agna.Sem afleiðing af þessum prófunum kom í ljós að til að fá jafna dreifingu SiC var hræringarhraðinn 150 rpm fyrir vatn-SiC kerfið og 300 rpm fyrir glýseról/vatn-SiC kerfið.Það kom í ljós að hækkun seigjunnar úr 1 mPa·s (fyrir fljótandi málm) í 300 mPa·s (fyrir hálffastan málm) hafði mikil áhrif á dreifingar- og útfellingartíma SiC.Hins vegar hefur frekari hækkun úr 300 mPa·s í 1000 mPa·s lítil áhrif á þessum tíma.Mikilvægur hluti þessarar vinnu fól í sér hönnun, smíði og löggildingu á sérstakri hraðherðandi steypuvél fyrir þessa háhitameðferðaraðferð.Vélin samanstendur af hrærivél með fjórum flötum blöðum í 60 gráðu horni og deiglu í ofnhólfi með viðnámshitun.Í uppsetningunni er stýribúnaður sem slekkur fljótt á unnu blöndunni.Þessi búnaður er notaður til framleiðslu á Al-SiC samsettum efnum.Almennt fannst gott samræmi milli sjónmyndar, útreikninga og tilraunaprófana.
Það eru margar mismunandi aðferðir við hraða frumgerð (RP) sem hafa verið þróaðar til notkunar í stórum stíl, aðallega á síðasta áratug.Hröð frumgerðakerfi sem eru fáanleg í dag nota margs konar tækni sem notar pappír, vax, ljósherðandi kvoða, fjölliður og ný málmduft.Verkefnið fól í sér hraða frumgerðaaðferð, Fused Deposition Modeling, sem fyrst var markaðssett árið 1991. Í þessari vinnu var ný útgáfa af kerfinu fyrir líkanagerð með yfirborði með vax þróuð og notuð.Þetta verkefni lýsir grunnhönnun kerfisins og vaxútfellingaraðferðinni.FDM vélar búa til hluta með því að pressa hálfbráðið efni á pall í fyrirfram ákveðnu mynstri í gegnum upphitaða stúta.Útpressunarstúturinn er festur á XY borði sem er stjórnað af tölvukerfi.Í samsetningu með sjálfvirkri stjórn á stimpilbúnaðinum og stöðu innstæðueiganda eru nákvæmar gerðir framleiddar.Stöku lögum af vaxi er staflað ofan á hvort annað til að búa til 2D og 3D hluti.Eiginleikar vaxsins hafa einnig verið greindir til að hámarka framleiðsluferli líkananna.Má þar nefna fasaskiptahitastig vaxsins, seigju vaxsins og lögun vaxdropa við vinnslu.
Undanfarin fimm ár hafa rannsóknarteymi við City University Dublin Division Science Cluster þróað tvö leysir örvinnsluferli sem geta búið til rásir og voxels með endurgeranlegri míkrónakvarðaupplausn.Áherslan í þessari vinnu er á notkun sérsniðinna efna til að einangra marklífsameindir.Frumvinna sýnir að hægt er að búa til nýja formgerð háræðablöndunar og yfirborðsrása til að bæta aðskilnaðargetu.Þessi vinna mun einbeita sér að beitingu tiltækra örvinnsluverkfæra til að hanna yfirborðsrúmfræði og rásir sem mun veita betri aðskilnað og lýsingu á líffræðilegum kerfum.Notkun þessara kerfa mun fylgja lab-on-a-chip nálgun í lífgreiningartilgangi.Tæki sem framleidd eru með þessari þróuðu tækni verða notuð í örflæðisrannsóknarstofu verkefnisins á flís.Markmið verkefnisins er að nota tilraunahönnun, hagræðingu og uppgerð tækni til að veita beint samband milli leysirvinnslubreyta og ör- og nanóskala rásareiginleika, og nota þessar upplýsingar til að bæta aðskilnaðarrásir í þessari örtækni.Sérstakar úttak verksins eru: rásarhönnun og yfirborðsformgerð til að bæta aðskilnaðarvísindi;einhliða stig dælingar og útdráttar í samþættum flögum;aðskilnaður völdum og útdregnum marklífsameindum á samþættum flögum.
Myndun og stjórnun tímahitastiga og lengdarsniða meðfram háræða LC súlum með því að nota Peltier fylki og innrauða hitagreiningu
Nýr vettvangur fyrir beinan snertingu fyrir nákvæma hitastýringu háræðasúlna hefur verið þróaður sem byggir á notkun raðraðaðra sérstýrðra hitaraflna Peltier frumna.Pallurinn veitir hraðvirka hitastýringu fyrir háræða- og ör-LC-súlur og gerir samtímis forritun á tíma- og staðhitastigi.Pallurinn starfar á hitastigi á bilinu 15 til 200°C með rampahraða um það bil 400°C/mín fyrir hverja af 10 samræmdu Peltier frumunum.Kerfið hefur verið metið fyrir nokkra óstöðluðu háræða-undirstaða mælingaraðferðir, svo sem beitingu hitastigs með línulegum og ólínulegum sniðum, þar á meðal kyrrstæðum súluhitastigum og tímahitastigum, nákvæmum hitastýrðum halla, fjölliðuðum háræðaeinlitum kyrrstöður fasar og tilbúningur einlita fasa í örflæðisrásum (á flís).Hægt er að nota tækið með stöðluðum og súluskiljunarkerfum.
Rafaflfræðileg fókus í tvívíðum planum örflæðisbúnaði fyrir forþéttingu lítilla greiniefna
Þessi vinna felur í sér rafvökvafræðilega fókus (EHDF) og ljóseindaflutning til að aðstoða við þróun forauðgunar og tegundagreiningar.EHDF er jónajafnaðar fókusaðferð sem byggir á því að koma á jafnvægi milli vatnsafls og rafkrafta, þar sem jónirnar sem áhugaverðar verða kyrrstæðar.Þessi rannsókn kynnir nýja aðferð sem notar 2D opið 2D flatt rými planar örflæðistæki í stað hefðbundins örrásakerfis.Slík tæki geta forþétt mikið magn af efnum og eru tiltölulega auðveld í framleiðslu.Þessi rannsókn kynnir niðurstöður nýþróaðrar uppgerðar með COMSOL Multiphysics® 3.5a.Niðurstöður þessara líkana voru bornar saman við tilraunaniðurstöður til að prófa auðkenndar rúmfræði flæðis og svæði með háan styrk.Þróað tölulega örflæðislíkan var borið saman við áður birtar tilraunir og niðurstöðurnar voru mjög samkvæmar.Á grundvelli þessara eftirlíkinga var ný gerð skipa rannsökuð til að veita bestu aðstæður fyrir EHDF.Niðurstöður tilrauna með því að nota flísinn voru betri en árangur líkansins.Í tilbúnu örflæðisflögunum kom fram nýr háttur, kallaður hlið EGDP, þegar efnið sem verið var að rannsaka var fókusað hornrétt á beitt spennu.Vegna þess að uppgötvun og myndgreining eru lykilatriði í slíkum forauðgunar- og tegundagreiningarkerfum.Sýnd eru töluleg líkön og tilrauna sannprófun á ljósútbreiðslu og ljósstyrksdreifingu í tvívíðum örflæðiskerfum.Þróað tölulega líkan ljósdreifingar var sannreynt með góðum árangri með tilraunum bæði með tilliti til raunverulegrar leið ljóss í gegnum kerfið og með tilliti til styrkleikadreifingar, sem gaf niðurstöður sem gætu verið áhugaverðar til að fínstilla ljósfjölliðunarkerfi, sem og fyrir sjónskynjunarkerfi með því að nota háræðar..
Það fer eftir rúmfræði, örbyggingu er hægt að nota í fjarskiptum, örflæði, örskynjara, gagnageymslu, glerskurði og skreytingarmerkingu.Í þessari vinnu var tengslin milli stillinga breytu Nd:YVO4 og CO2 leysikerfisins og stærð og formgerð örbygginga könnuð.Rannsakaðar breytur leysikerfisins eru meðal annars afl P, púlsendurtekningartíðni PRF, fjölda púlsa N og skannahraði U. Mældar úttaksvíddir innihalda jafngild voxel þvermál auk breidd smárása, dýpt og yfirborðsgrófleiki.Þrívíddar örvinnslukerfi var þróað með því að nota Nd:YVO4 leysir (2,5 W, 1,604 µm, 80 ns) til að búa til örbyggingar inni í pólýkarbónatsýnum.Örbyggingarvoxlar hafa þvermál 48 til 181 µm.Kerfið veitir einnig nákvæma fókus með því að nota smásjármarkmið til að búa til smærri voxels á bilinu 5 til 10 µm í gos-lime gleri, bræddum kísil og safírsýnum.CO2 leysir (1,5 kW, 10,6 µm, lágmarks púlstími 26 µs) var notaður til að búa til örrásir í gos-lime glersýnunum.Þversniðsform örrásanna var mjög breytilegt á milli v-grópa, u-rópa og yfirborðshreinsunarstaða.Stærðir örrása eru einnig mjög mismunandi: frá 81 til 365 µm á breidd, frá 3 til 379 µm á dýpt og yfirborðsgrófleiki frá 2 til 13 µm, allt eftir uppsetningu.Stærðir örrása voru skoðaðar í samræmi við breytur fyrir laservinnslu með svörun yfirborðsaðferðafræði (RSM) og hönnun tilrauna (DOE).Safnaðar niðurstöður voru notaðar til að rannsaka áhrif ferlibreyta á rúmmáls- og massaeyðingarhraða.Að auki hefur stærðfræðilegt líkan fyrir varmaferli verið þróað til að hjálpa til við að skilja ferlið og gera kleift að spá fyrir um staðfræði rásarinnar áður en raunveruleg tilbúningur er gerður.
Mælafræðiiðnaðurinn er alltaf að leita að nýjum leiðum til að kanna og stafræna landslag yfirborðs nákvæmlega og fljótt, þar á meðal að reikna yfirborðsgrófleikabreytur og búa til punktský (sett af þrívíddarpunktum sem lýsa einum eða fleiri flötum) fyrir líkanagerð eða bakverkfræði.kerfi eru til og sjónkerfi hafa vaxið í vinsældum undanfarinn áratug, en flestir sjónrænir prófílar eru dýrir í innkaupum og viðhaldi.Það fer eftir tegund kerfis, optískir prófílarar geta einnig verið erfiðir í hönnun og viðkvæmni þeirra gæti ekki hentað flestum verslunum eða verksmiðjum.Þetta verkefni fjallar um þróun prófunarbúnaðar sem notar meginreglur ljósþríhyrninga.Þróaða kerfið er með skönnunarborðsvæði 200 x 120 mm og lóðrétt mælisvið 5 mm.Staða leysiskynjarans fyrir ofan markflötinn er einnig stillanleg um 15 mm.Stýriforrit var þróað fyrir sjálfvirka skönnun á notandavöldum hlutum og yfirborðssvæðum.Þetta nýja kerfi einkennist af víddarnákvæmni.Mæld hámarks kósínusvilla kerfisins er 0,07°.Kviknákvæmni kerfisins er mæld við 2 µm á Z-ásnum (hæð) og um 10 µm á X- og Y-ásnum.Stærðarhlutfallið á milli skannaðra hluta (mynt, skrúfur, skífur og trefjalinsumót) var gott.Einnig verður fjallað um kerfisprófanir, þar á meðal takmarkanir á prófílnum og mögulegar endurbætur á kerfinu.
Markmið þessa verkefnis er að þróa og einkenna nýtt optískt háhraða netkerfi fyrir skoðun yfirborðsgalla.Stýrikerfið er byggt á meginreglunni um sjónþríhyrning og veitir snertilausa aðferð til að ákvarða þrívíddarsnið dreifðra yfirborðs.Helstu þættir þróunarkerfisins eru díóða leysir, CCf15 CMOS myndavél og tveir PC-stýrðir servómótorar.Sýnahreyfingar, myndtaka og þrívíddar yfirborðssnið eru forrituð í LabView hugbúnaðinum.Auðvelda er að athuga gögnin sem tekin eru með því að búa til forrit til að sýna 3D skannað yfirborð og reikna út nauðsynlegar yfirborðsgrófleikabreytur.Servó mótorar eru notaðir til að færa sýnið í X og Y áttir með upplausninni 0,05 µm.Hinn þróaði yfirborðsprófari á netinu sem ekki snertir getur framkvæmt hraðskönnun og yfirborðsskoðun í mikilli upplausn.Þróaða kerfið er notað með góðum árangri til að búa til sjálfvirk 2D yfirborðssnið, 3D yfirborðssnið og yfirborðsgrófmælingar á yfirborði ýmissa sýnisefna.Sjálfvirki skoðunarbúnaðurinn er með XY skannasvæði 12 x 12 mm.Til að einkenna og kvarða þróaða sniðkerfið var yfirborðssniðið sem kerfið mældi borið saman við sama yfirborð sem mælt var með ljóssmásjá, sjónauka smásjá, AFM og Mitutoyo Surftest-402.
Kröfur um gæði vöru og efni sem notuð eru í þær verða sífellt kröfuharðari.Lausnin á mörgum vandamálum með sjónræn gæðatryggingu (QA) er notkun sjálfvirkra yfirborðsskoðunarkerfa í rauntíma.Þetta krefst samræmdra vörugæða með miklu afköstum.Þess vegna þarf kerfi sem eru 100% fær um að prófa efni og yfirborð í rauntíma.Til að ná þessu markmiði gefur samsetning leysitækni og tölvustýringartækni skilvirka lausn.Í þessari vinnu var þróað háhraða, ódýrt og hárnákvæmt leysirskannakerfi án snertingar.Kerfið er fær um að mæla þykkt ógegnsæra ógegnsæra hluta með því að nota meginregluna um sjónþríhyrning leysir.Þróaða kerfið tryggir nákvæmni og endurtakanleika mælinga á míkrómetrastigi.
Markmið þessa verkefnis er að hanna og þróa leysiskoðunarkerfi til að greina yfirborðsgalla og meta möguleika þess fyrir háhraða innbyggða notkun.Helstu þættir uppgötvunarkerfisins eru leysidíóðaeining sem ljósgjafi, CMOS myndavél með handahófi sem uppgötvunareining og XYZ þýðingarstig.Þróuð voru reiknirit til að greina gögn sem fengin eru með því að skanna ýmsa sýnisyfirborða.Stýrikerfið er byggt á meginreglunni um sjónþríhyrning.Lasergeislinn fellur skáhallt á yfirborð sýnisins.Munurinn á yfirborðshæð er síðan tekinn sem lárétt hreyfing leysiblettsins yfir sýnisyfirborðið.Þetta gerir kleift að taka hæðarmælingar með þríhyrningsaðferðinni.Þróaða uppgötvunarkerfið er fyrst kvarðað til að fá umreikningsstuðul sem mun endurspegla sambandið milli tilfærslu punktsins sem mældur er af skynjaranum og lóðréttrar tilfærslu yfirborðsins.Tilraunirnar voru gerðar á mismunandi yfirborði sýnisefnanna: kopar, ál og ryðfríu stáli.Þróaða kerfið er fær um að búa til nákvæmlega 3D staðfræðikort af göllum sem eiga sér stað við notkun.Rúmupplausn um 70 µm og dýptarupplausn 60 µm náðist.Afköst kerfisins eru einnig sannreynd með því að mæla nákvæmni mældra vegalengda.
Háhraða trefjar leysirskönnunarkerfi eru notuð í sjálfvirku iðnaðarframleiðsluumhverfi til að greina yfirborðsgalla.Nútímalegri aðferðir til að greina yfirborðsgalla fela í sér notkun ljósleiðara til lýsingar og greiningar íhluta.Þessi ritgerð felur í sér hönnun og þróun nýs háhraða sjón rafeindakerfis.Í þessari grein eru tvær uppsprettur LED, LED (ljósdíóða) og leysidíóða, rannsakaðar.Röð af fimm ljósdíóðum og fimm móttökuljósdíóðum er staðsett á móti hvor annarri.Gagnasöfnuninni er stjórnað og greind með tölvu sem notar LabVIEW hugbúnaðinn.Kerfið er notað til að mæla stærð yfirborðsgalla eins og hola (1 mm), blindgata (2 mm) og hafur í ýmsum efnum.Niðurstöðurnar sýna að þótt kerfið sé fyrst og fremst ætlað fyrir tvívíddarskönnun getur það einnig starfað sem takmarkað þrívíddarmyndakerfi.Kerfið sýndi einnig að öll málmefni sem rannsökuð voru voru fær um að endurspegla innrauð merki.Nýlega þróuð aðferð sem notar fjölda hallandi trefja gerir kerfinu kleift að ná stillanlegri upplausn með hámarksupplausn kerfisins sem er um það bil 100 µm (þvermál safna trefja).Kerfið hefur verið notað með góðum árangri til að mæla yfirborðssnið, ójöfnur yfirborðs, þykkt og endurkastsgetu ýmissa efna.Hægt er að prófa ál, ryðfrítt stál, kopar, kopar, tuffnol og polycarbonate með þessu kerfi.Kostir þessa nýja kerfis eru hraðari uppgötvun, lægri kostnaður, minni stærð, meiri upplausn og sveigjanleiki.
Hanna, smíða og prófa ný kerfi til að samþætta og nota nýja umhverfisskynjaratækni.Sérstaklega hentugur fyrir eftirlit með saurbakteríum
Breyting á ör-nano uppbyggingu sílikon sólar PV spjöld til að bæta orkuframboð
Ein helsta verkfræðilega áskorunin sem alþjóðlegt samfélag stendur frammi fyrir í dag er sjálfbær orkuframboð.Það er kominn tími til að samfélagið fari að reiða sig mikið á endurnýjanlega orkugjafa.Sólin gefur jörðinni ókeypis orku, en nútíma aðferðir við að nota þessa orku í formi rafmagns hafa nokkrar takmarkanir.Þegar um er að ræða ljósafrumur er aðalvandamálið ófullnægjandi skilvirkni við að safna sólarorku.Laser örvinnsla er almennt notuð til að búa til samtengingar á milli ljósvirkra laga eins og glerhvarfefna, herts sílikons og sinkoxíðlaga.Einnig er vitað að meiri orku er hægt að fá með því að auka yfirborð sólarsellu, til dæmis með örvinnslu.Sýnt hefur verið fram á að smáatriði yfirborðssniðs á nanóskala hafa áhrif á orkugleypni sólarrafrumna.Tilgangur þessarar greinar er að kanna ávinninginn af því að laga ör-, nanó- og mesóskala sólarfrumumannvirki til að veita meiri orku.Með því að breyta tæknilegum breytum slíkra örbygginga og nanóbygginga verður hægt að rannsaka áhrif þeirra á yfirborðsfræði yfirborðsins.Frumur verða prófaðar með tilliti til orkunnar sem þær framleiða þegar þær verða fyrir tilraunastýrðu magni rafsegulljóss.Beint samband verður komið á milli skilvirkni frumna og yfirborðsáferðar.
Metal Matrix Composites (MMCs) eru fljótt að verða helstu frambjóðendur fyrir hlutverk burðarefna í verkfræði og rafeindatækni.Ál (Al) og kopar (Cu) styrkt með SiC vegna framúrskarandi varmaeiginleika (td lágs varmaþenslustuðull (CTE), mikillar varmaleiðni) og bættra vélrænna eiginleika (td meiri sértækur styrkur, betri afköst).Það er mikið notað í ýmsum atvinnugreinum fyrir slitþol og sérstakan stuðul.Nýlega hafa þessar háu keramik MMCs orðið önnur stefna fyrir hitastýringarforrit í rafrænum umbúðum.Venjulega, í raforkubúnaðarpakkningum, er ál (Al) eða kopar (Cu) notað sem hitaskífa eða grunnplata til að tengja við keramik undirlagið sem ber flísina og tengda pinnabyggingu.Mikill munur á varmaþenslustuðli (CTE) milli keramik og ál eða kopar er óhagstæður vegna þess að það dregur úr áreiðanleika pakkans og takmarkar einnig stærð keramik undirlagsins sem hægt er að festa við undirlagið.
Í ljósi þessa annmarka er nú hægt að þróa, rannsaka og einkenna ný efni sem uppfylla þessar kröfur um varmabætt efni.Með bættri varmaleiðni og varmaþenslustuðli (CTE) eiginleikum eru MMC CuSiC og AlSiC nú raunhæfar lausnir fyrir rafeindapakkningar.Þessi vinna mun meta einstaka hitaeðlisfræðilega eiginleika þessara MMCs og hugsanlega notkun þeirra fyrir varmastjórnun rafrænna pakka.
Olíufyrirtæki upplifa verulega tæringu á suðusvæði olíu- og gasiðnaðarkerfa úr kolefnis- og lágblendi stáli.Í umhverfi sem inniheldur CO2 er tæringarskemmdir venjulega raktar til mismunar á styrk tæringarfilma sem eru sett á ýmsar kolefnisstál örbyggingar.Staðbundin tæring í suðumálminu (WM) og hitaáhrifasvæðinu (HAZ) er aðallega vegna galvanískra áhrifa vegna mismunar á álblöndu og örbyggingu.Eiginleikar grunnmálms (PM), WM og HAZ smábyggingar voru rannsökuð til að skilja áhrif örbyggingar á tæringarhegðun soðinna samskeyta úr mildu stáli.Tæringarprófanir voru gerðar í 3,5% NaCl lausn mettuðum með CO2 við súrefnislausar aðstæður við stofuhita (20±2°C) og pH 4,0±0,3.Einkenni tæringarhegðunar var framkvæmt með því að nota rafefnafræðilegar aðferðir til að ákvarða opna hringrásargetu, potentiodynamic skönnun og línulega skautunarviðnám, auk almennrar málmgreiningar með ljóssmásjá.Helstu formfræðilegu fasarnir sem greindir hafa verið eru acicular ferrít, retained austenite og martensitic-bainic uppbygging í WM.Þeir eru sjaldgæfari í HAZ.Verulega mismunandi rafefnafræðileg hegðun og tæringarhraði fundust í PM, VM og HAZ.
Verkið sem þetta verkefni nær til miðar að því að bæta rafnýtni niðurdælna.Kröfur til dæluiðnaðarins um að fara í þessa átt hafa nýlega aukist með innleiðingu nýrrar ESB löggjafar sem krefjast þess að iðnaðurinn í heild sinni nái nýjum og meiri skilvirkni.Þessi grein greinir notkun kælijakka til að kæla segullokasvæði dælunnar og leggur til endurbætur á hönnun.Sérstaklega einkennist vökvaflæði og varmaflutningur í kælijakkum starfandi dæla.Endurbætur á hönnun jakka munu veita betri varmaflutning til dælumótorsvæðisins sem leiðir til bættrar dæluskilvirkni en dregur úr völdum dragi.Fyrir þessa vinnu var dæluprófunarkerfi fyrir þurrgryfju bætt við núverandi 250 m3 prófunartank.Þetta gerir kleift að fylgjast með háhraða myndavél á flæðisviðinu og hitamynd af dæluhlífinni.Flæðisviðið sem er staðfest með CFD greiningu gerir tilraunir, prófanir og samanburð á öðrum hönnunum kleift að halda rekstrarhitastigi eins lágum og mögulegt er.Upprunalega hönnun M60-4 stöng dælunnar stóðst hámarkshitastig ytra dæluhlífar 45°C og hámarkshitastig stator 90°C.Greining á ýmsum módelhönnun sýnir hvaða hönnun nýtist betur fyrir skilvirkari kerfi og hverja ætti ekki að nota.Sérstaklega hefur hönnun samþættu kælispólunnar engar framfarir yfir upprunalegu hönnunina.Með því að fjölga hjólablöðum úr fjórum í átta minnkaði vinnsluhitinn sem mældur var við hlífina um sjö gráður á Celsíus.
Sambland af miklum aflþéttleika og styttri útsetningartíma í málmvinnslu leiðir til breytinga á yfirborðsörbyggingu.Að fá ákjósanlegasta samsetningu leysirferilsbreyta og kælihraða er mikilvægt til að breyta kornbyggingu og bæta ættkvíslaeiginleika á yfirborði efnisins.Meginmarkmið þessarar rannsóknar var að kanna áhrif hraðvirkrar leysirvinnslu á ættkvíslaeiginleika lífefna úr málmi sem eru fáanleg í verslun.Þetta verk er helgað breytingum á yfirborði leysir á ryðfríu stáli AISI 316L og Ti-6Al-4V.1,5 kW púlsaður CO2 leysir var notaður til að kanna áhrif ýmissa leysiferlabreyta og yfirborðs örbyggingu og formgerð sem af því leiddi.Með því að nota sívalur sýni sem snúið var hornrétt á leysigeislunarstefnu, var leysigeislunarstyrkur, lýsingartími, orkuflæðisþéttleiki og púlsbreidd breytileg.Lýsing var gerð með því að nota SEM, EDX, nálargrófmælingar og XRD greiningu.Yfirborðshitaspálíkan var einnig útfært til að stilla upphafsbreytur tilraunaferlisins.Ferlakortlagning var síðan framkvæmd til að ákvarða fjölda sérstakra breytu fyrir leysimeðferð á yfirborði bráðna stálsins.Sterk fylgni er á milli lýsingarstyrks, lýsingartíma, vinnsludýptar og grófleika unnar sýnis.Aukin dýpt og grófleiki örbyggingabreytinga tengdist hærri útsetningarstigum og útsetningartíma.Með því að greina grófleika og dýpt meðhöndlaðs svæðis eru orkuflæði og yfirborðshitalíkön notuð til að spá fyrir um hversu bráðnun verður á yfirborðinu.Þegar víxlverkunartími leysigeislans eykst eykst yfirborðsgrófleiki stálsins fyrir ýmis rannsakað púlsorkustig.Þótt yfirborðsbyggingin hélt eðlilegri röðun kristallanna, sáust breytingar á kornstefnu á leysimeðhöndluðu svæðum.
Greining og lýsing á streituhegðun vefja og áhrif hennar á vinnupallahönnun
Í þessu verkefni voru þróaðar nokkrar mismunandi rúmfræði vinnupalla og gerð endanlegra frumefnagreininga til að skilja vélræna eiginleika beinbyggingarinnar, hlutverk þeirra í vefjaþróun og hámarksdreifingu álags og álags í vinnupallinum.Tölvusneiðmyndir (CT) skannanir af beinasýnum úr trabecular bein var safnað til viðbótar við vinnupalla sem eru hönnuð með CAD.Þessi hönnun gerir þér kleift að búa til og prófa frumgerðir, sem og framkvæma FEM af þessum hönnunum.Vélrænar mælingar á öraflögun voru gerðar á tilbúnum vinnupöllum og trabecular sýnum af lærleggshöfuðbeini og voru þessar niðurstöður bornar saman við þær sem FEA fékk fyrir sömu mannvirki.Talið er að vélrænni eiginleikar séu háðir hönnuðum svitaholaformi (byggingu), holastærð (120, 340 og 600 µm) og hleðsluskilyrðum (með eða án hleðslublokka).Breytingar á þessum breytum voru kannaðar fyrir gljúpa ramma 8 mm3, 22,7 mm3 og 1000 mm3 til að kanna ítarlega áhrif þeirra á streitudreifingu.Niðurstöður tilrauna og uppgerða sýna að rúmfræðileg hönnun mannvirkisins gegnir mikilvægu hlutverki í dreifingu streitu og varpa ljósi á mikla möguleika rammahönnunarinnar til að bæta beinendurnýjun.Almennt er svitaholastærð mikilvægari en porosity láréttur flötur til að ákvarða heildar hámarks streitu stigi.Hins vegar er gropstigið einnig mikilvægt við að ákvarða beinleiðni vinnupalla.Þar sem gropstigið eykst úr 30% í 70% eykst hámarksspennugildið verulega fyrir sömu holastærð.
Svitaholastærð vinnupallans er einnig mikilvæg fyrir framleiðsluaðferðina.Allar nútíma aðferðir við hraða frumgerð hafa ákveðnar takmarkanir.Þó hefðbundin tilbúningur sé fjölhæfari, er oft ómögulegt að búa til flóknari og smærri hönnun.Flest þessara tækni er nú að nafninu til ófær um að framleiða svitahola undir 500 µm á sjálfbæran hátt.Þannig eru niðurstöður með 600 µm holastærð í þessari vinnu mest viðeigandi fyrir framleiðslugetu núverandi hraðvirkrar framleiðslutækni.Sexhyrnd uppbygging, sem er sett fram, þótt aðeins sé talin í eina átt, væri anisotropic uppbyggingin samanborið við mannvirki byggð á teningi og þríhyrningi.Kúbísk og þríhyrnd mannvirki eru tiltölulega jafntrópísk miðað við sexhyrnd mannvirki.Anisotropy er mikilvægt þegar hugað er að beinleiðni hins hannaða vinnupalla.Álagsdreifing og staðsetning ljósops hefur áhrif á endurgerð ferlisins og mismunandi hleðsluskilyrði geta breytt hámarksálagsgildi og staðsetningu þess.Ríkjandi hleðslustefna ætti að stuðla að stærð og dreifingu svitahola til að leyfa frumum að vaxa í stærri svitaholur og veita næringarefni og byggingarefni.Önnur áhugaverð niðurstaða þessarar vinnu, með því að skoða dreifingu spennu í þversniði stoðanna, er að hærri spennugildi eru skráð á yfirborði stoðanna samanborið við miðjuna.Í þessari vinnu var sýnt fram á að svitaholastærð, porosity level og hleðsluaðferð eru nátengd streitustiginu sem upplifir í uppbyggingunni.Þessar niðurstöður sýna fram á möguleikann á því að búa til burðarvirki þar sem álagsstig á yfirborði stanganna getur verið breytilegt í meira mæli, sem getur stuðlað að viðhengi og vexti frumna.
Tilbúið beinuppbótarpallar bjóða upp á tækifæri til að sérsníða eiginleika, sigrast á takmörkuðu framboði gjafa og bæta beinsamþættingu.Beinverkfræði miðar að því að taka á þessum málum með því að útvega hágæða ígræðslu sem hægt er að útvega í miklu magni.Í þessum forritum skipta bæði innri og ytri vinnupallinn rúmfræði miklu máli þar sem þau hafa veruleg áhrif á vélrænni eiginleika, gegndræpi og frumufjölgun.Rapid prototyping tækni gerir kleift að nota óstöðluð efni með tiltekinni og bjartsýni rúmfræði, framleidd með mikilli nákvæmni.Þessi grein fjallar um getu þrívíddarprentunartækni til að búa til flóknar rúmfræði beinagrindarpalla með því að nota lífsamrýmanleg kalsíumfosfatefni.Bráðabirgðarannsóknir á séreignarefninu sýna að hægt er að ná fram stefnubundinni vélrænni hegðun.Raunverulegar mælingar á stefnuvirkum vélrænni eiginleikum tilbúnu sýnanna sýndu sömu þróun og niðurstöður endanlegra frumefnagreininga (FEM).Þessi vinna sýnir einnig fram á hagkvæmni þrívíddarprentunar til að búa til vefjaverkfræði rúmfræði vinnupalla úr lífsamhæfu kalsíumfosfat sementi.Rammarnir voru gerðir með því að prenta með vatnslausn af tvínatríumvetnisfosfati á duftlag sem samanstóð af einsleitri blöndu af kalsíumvetnisfosfati og kalsíumhýdroxíði.Blaut efnaútfellingin fer fram í duftbeði þrívíddarprentarans.Föst sýni voru gerð til að mæla vélræna eiginleika rúmmálsþjöppunar framleidda kalsíumfosfatsementsins (CPC).Hlutarnir sem þannig voru framleiddir höfðu meðalmýktarstuðul upp á 3,59 MPa og meðalþrýstingsstyrk upp á 0,147 MPa.Sintering leiðir til verulegrar aukningar á þjöppunareiginleikum (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), en dregur úr sérstöku yfirborði efnisins.Sem afleiðing af sintrun brotnar kalsíumfosfat sement niður í β-tríkalsíumfosfat (β-TCP) og hýdroxýapatit (HA), sem er staðfest af gögnum hitaþyngdarmælingar og mismunavarmagreiningar (TGA/DTA) og röntgengeislunargreiningar ( XRD).Eiginleikar eru ófullnægjandi fyrir mjög hlaðin ígræðslu, þar sem nauðsynlegur styrkur er frá 1,5 til 150 MPa, og þjöppunarstífleiki fer yfir 10 MPa.Hins vegar, frekari eftirvinnsla, eins og íferð með lífbrjótanlegum fjölliðum, getur gert þessar mannvirki hentugar fyrir stoðnet.
Markmið: Rannsóknir í jarðvegsaflfræði hafa sýnt að titringur sem beitt er á malarefni leiðir til skilvirkari agnajöfnunar og minnkunar á orku sem þarf til að verka á malarefninu.Markmið okkar var að þróa aðferð fyrir áhrif titrings á beináhrifaferli og meta áhrif þess á vélræna eiginleika áhrifa ígræðslu.
1. áfangi: Millun á 80 hausum af lærlegg úr nautgripum með Noviomagus beinmylla.Ígræðslurnar voru síðan þvegnar með því að nota pulsed saltvatnsþvottakerfi á sigtibakka.Þróað var vibro-áhrifatæki, búið tveimur 15 V DC mótorum með sérvitringum festum inni í málmhólk.Kastaðu lóð á það úr tiltekinni hæð 72 sinnum til að endurskapa ferlið við að lemja bein.Tíðnisvið titrings sem mælt var með hröðunarmæli sem komið var fyrir í titringshólfinu var prófað.Hver klippupróf var síðan endurtekin við fjóra mismunandi eðlilega álag til að fá röð af álags-þynningarferlum.Mohr-Coulomb bilunarumslög voru smíðuð fyrir hverja prófun, þar sem skurðstyrkur og blokkunargildi voru fengin.
Stig 2: Endurtaktu tilraunina með því að bæta við blóði til að endurtaka ríkulega umhverfið sem þú finnur fyrir í skurðaðgerðum.
Stig 1: Ígræðslur með auknum titringi á öllum tíðni titrings sýndu meiri skurðstyrk samanborið við högg án titrings.Titringur við 60 Hz hafði mest áhrif og var marktækur.
Stig 2: Ígræðsla með viðbótar titringsálagi í mettuðu fylliefni sýndi minni skurðstyrk fyrir alla venjulega þrýstiálag en högg án titrings.
Ályktun: Meginreglur mannvirkjagerðar eiga við um ígræðslu ígrædds beins.Í þurru efni getur viðbót titrings bætt vélrænni eiginleika höggagnanna.Í kerfinu okkar er ákjósanlegur titringstíðni 60 Hz.Í mettuðu malarefni hefur aukning á titringi slæm áhrif á skurðstyrk malarefnisins.Þetta má skýra með vökvaferlinu.
Markmiðið með þessari vinnu var að hanna, smíða og prófa kerfi sem getur truflað þá sem standa á því til að meta getu þeirra til að bregðast við þessum breytingum.Þetta er hægt að gera með því að halla fljótt yfirborðinu sem viðkomandi stendur á og setja það síðan aftur í lárétta stöðu.Út frá þessu er hægt að ákvarða hvort einstaklingum hafi tekist að viðhalda jafnvægisástandi og hversu langan tíma það tók þá að endurheimta þetta jafnvægisástand.Þetta jafnvægisástand verður ákvarðað með því að mæla líkamsstöðuáhrif einstaklingsins.Náttúruleg stöðusveifla þeirra var mæld með fótþrýstingssniði til að ákvarða hversu mikil sveiflan var meðan á prófuninni stóð.Kerfið er einnig hannað til að vera fjölhæfara og hagkvæmara en nú er í boði vegna þess að þótt þessar vélar séu mikilvægar fyrir rannsóknir, eru þær ekki mikið notaðar eins og er vegna mikils kostnaðar.Nýlega þróað kerfið sem kynnt er í þessari grein hefur verið notað til að færa prófunarhluti sem vega allt að 100 kg.
Í þessari vinnu voru sex tilraunastofur í verkfræði og raunvísindum hannaðar til að bæta námsferlið fyrir nemendur.Þetta er náð með því að setja upp og búa til sýndartæki fyrir þessar tilraunir.Notkun sýndartækja er borin beint saman við hefðbundna kennsluaðferðir á rannsóknarstofu og ræddur grundvöllur þróunar beggja aðferða.Fyrri vinna sem notar tölvustýrt nám (CBL) í sambærilegum verkefnum sem tengjast þessari vinnu hefur verið notuð til að meta suma kosti sýndartækja, sérstaklega þá sem tengjast auknum áhuga nemenda, varðveislu minni, skilningi og að lokum rannsóknarskýrslugerð..tengd fríðindi.Sýndartilraunin sem fjallað er um í þessari rannsókn er endurskoðuð útgáfa af hefðbundinni stíltilraun og gefur þannig beinan samanburð á nýju CBL tækninni við hefðbundna stílastofu.Það er enginn huglægur munur á þessum tveimur útgáfum af tilrauninni, eini munurinn er hvernig hún er sett fram.Árangur þessara CBL aðferða var metinn með því að fylgjast með frammistöðu nemenda sem notuðu sýndarhljóðfærið samanborið við aðra nemendur í sama bekk sem framkvæma hefðbundna tilraunaham.Allir nemendur eru metnir með því að skila inn skýrslum, krossaspurningum sem tengjast tilraunum þeirra og spurningalistum.Niðurstöður þessarar rannsóknar voru einnig bornar saman við aðrar skyldar rannsóknir á sviði CBL.
Birtingartími: 19-2-2023