ამ სამუშაოს მიზანია ავტომატური ლაზერული დამუშავების პროცესის შემუშავება მაღალი განზომილებიანი სიზუსტით და წინასწარ განსაზღვრული პროცესის ხარჯებით.ეს ნამუშევარი მოიცავს ზომისა და ღირებულების პროგნოზირების მოდელების ანალიზს შიდა Nd:YVO4 მიკროარხების ლაზერული წარმოებისთვის PMMA-ში და პოლიკარბონატის შიდა ლაზერულ დამუშავებას მიკროფლუიდური მოწყობილობების წარმოებისთვის.პროექტის ამ მიზნების მისაღწევად, ANN-მა და DoE-მ შეადარეს CO2 და Nd:YVO4 ლაზერული სისტემების ზომა და ღირებულება.განხორციელებულია უკუკავშირის კონტროლის სრული დანერგვა ხაზოვანი პოზიციონირების სუბმიკრონული სიზუსტით კოდირებიდან გამოხმაურებით.კერძოდ, ლაზერული გამოსხივების ავტომატიზაცია და ნიმუშის პოზიციონირება კონტროლდება FPGA-ს მიერ.Nd:YVO4 სისტემის ოპერაციული პროცედურებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის სიღრმისეული ცოდნა საშუალებას აძლევდა საკონტროლო ერთეულის შეცვლას Compact-Rio პროგრამირებადი ავტომატიზაციის კონტროლერით (PAC), რაც განხორციელდა LabVIEW Code Control Submicron Encoders-ის მაღალი გარჩევადობის გამოხმაურების 3D პოზიციონირების ეტაპზე. .ამ პროცესის სრული ავტომატიზაცია LabVIEW კოდში დამუშავების პროცესშია.მიმდინარე და სამომავლო სამუშაოები მოიცავს დიზაინის სისტემების განზომილების სიზუსტის, სიზუსტისა და განმეორებადობის გაზომვას და მიკროარხის გეომეტრიის შესაბამის ოპტიმიზაციას მიკროფლუიდური და ლაბორატორიული მოწყობილობების ჩიპზე დამზადებისთვის ქიმიური/ანალიტიკური აპლიკაციებისთვის და გამოყოფის მეცნიერებისთვის.
ჩამოსხმული ნახევრად მყარი ლითონის (SSM) ნაწილების მრავალრიცხოვანი გამოყენება მოითხოვს შესანიშნავ მექანიკურ თვისებებს.გამორჩეული მექანიკური თვისებები, როგორიცაა აცვიათ წინააღმდეგობა, მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე, დამოკიდებულია მიკროსტრუქტურის მახასიათებლებზე, რომლებიც შექმნილ იქნა ულტრა თხელი მარცვლის ზომით.მარცვლის ეს ზომა ჩვეულებრივ დამოკიდებულია SSM-ის ოპტიმალურ დამუშავებაზე.თუმცა, SSM ჩამოსხმა ხშირად შეიცავს ნარჩენ ფორიანობას, რაც უკიდურესად საზიანოა შესრულებისთვის.ამ ნაშრომში შესწავლილი იქნება ნახევრად მყარი ლითონების ჩამოსხმის მნიშვნელოვანი პროცესები უმაღლესი ხარისხის ნაწილების მისაღებად.ამ ნაწილებს უნდა ჰქონდეთ შემცირებული ფორიანობა და გაუმჯობესებული მიკროსტრუქტურული მახასიათებლები, მათ შორის ულტრა წვრილმარცვლოვანი ზომა და გამკვრივების ნალექის ერთგვაროვანი განაწილება და შენადნობის მიკროელემენტების შემადგენლობა.კერძოდ, გაანალიზდება დრო-ტემპერატურული წინასწარი დამუშავების მეთოდის გავლენა სასურველი მიკროსტრუქტურის განვითარებაზე.გამოკვლეული იქნება მასის გაუმჯობესების შედეგად მიღებული თვისებები, როგორიცაა სიმტკიცე, სიმტკიცე და სიმტკიცე.
ეს ნამუშევარი არის H13 ხელსაწყოს ფოლადის ზედაპირის ლაზერული მოდიფიკაციის შესწავლა იმპულსური ლაზერული დამუშავების რეჟიმის გამოყენებით.განხორციელებულმა თავდაპირველმა ექსპერიმენტულმა სკრინინგმა უფრო ოპტიმიზებული დეტალური გეგმა გამოიწვია.გამოიყენება ნახშირორჟანგის (CO2) ლაზერი ტალღის სიგრძით 10,6 მკმ.კვლევის ექსპერიმენტულ გეგმაში გამოყენებულია სამი სხვადასხვა ზომის ლაზერული ლაქები: 0.4, 0.2 და 0.09 მმ დიამეტრის.სხვა კონტროლირებადი პარამეტრებია ლაზერის პიკური სიმძლავრე, პულსის გამეორების სიხშირე და პულსის გადახურვა.არგონის გაზი 0,1 მპა წნევის დროს მუდმივად ეხმარება ლაზერულ დამუშავებას.ნიმუში H13 იყო გაუხეშებული და ქიმიურად ამოტვიფრული დამუშავებამდე, რათა გაზარდოს ზედაპირის შთანთქმა CO2 ლაზერის ტალღის სიგრძეზე.ლაზერით დამუშავებული ნიმუშები მომზადდა მეტალოგრაფიული კვლევებისთვის და დახასიათდა მათი ფიზიკური და მექანიკური თვისებები.ქიმიური შემადგენლობის მეტალოგრაფიული კვლევები და ანალიზი ჩატარდა სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით ენერგიის დისპერსიულ რენტგენის სპექტრომეტრიასთან ერთად.მოდიფიცირებული ზედაპირის კრისტალურობისა და ფაზის გამოვლენა განხორციელდა XRD სისტემის გამოყენებით Cu Kα გამოსხივებით და ტალღის სიგრძით 1,54 Å.ზედაპირის პროფილი იზომება სტილუსის პროფილირების სისტემის გამოყენებით.მოდიფიცირებული ზედაპირების სიხისტის თვისებები გაზომილი იყო ვიკერსის ალმასის მიკროჩაღრმავებით.ზედაპირის უხეშობის გავლენა მოდიფიცირებული ზედაპირების დაღლილობის თვისებებზე შესწავლილი იქნა სპეციალურად წარმოებული თერმული დაღლილობის სისტემის გამოყენებით.დაფიქსირდა, რომ შესაძლებელია მოდიფიცირებული ზედაპირული მარცვლების მიღება 500 ნმ-ზე ნაკლები ულტრა დახვეწილი ზომებით.ზედაპირის გაუმჯობესებული სიღრმე 35-დან 150 μm დიაპაზონში მიღწეული იქნა ლაზერით დამუშავებულ H13 ნიმუშებზე.შეცვლილი H13 ზედაპირის კრისტალურობა მნიშვნელოვნად შემცირებულია, რაც დაკავშირებულია კრისტალების შემთხვევით განაწილებასთან ლაზერული დამუშავების შემდეგ.H13 Ra-ის მინიმალური შესწორებული საშუალო ზედაპირის უხეშობა არის 1,9 მკმ.კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა არის ის, რომ მოდიფიცირებული H13 ზედაპირის სიმტკიცე მერყეობს 728-დან 905 HV0.1-მდე სხვადასხვა ლაზერის პარამეტრებში.დადგინდა კავშირი თერმული სიმულაციის შედეგებს (გათბობისა და გაგრილების სიხშირე) და სიხისტის შედეგებს შორის ლაზერული პარამეტრების ეფექტის შემდგომ გასაგებად.ეს შედეგები მნიშვნელოვანია ზედაპირის გამკვრივების მეთოდების შემუშავებისთვის, რათა გაუმჯობესდეს აცვიათ წინააღმდეგობა და სითბოს დამცავი საფარი.
მყარი სპორტული ბურთების პარამეტრიული ზემოქმედების თვისებები GAA სლიოტარისთვის ტიპიური ბირთვების შესაქმნელად
ამ კვლევის მთავარი მიზანია დაახასიათოს სლიოტარის ბირთვის დინამიური ქცევა დარტყმისას.ბურთის ვისკოელასტიური მახასიათებლები შესრულდა ზემოქმედების სიჩქარის დიაპაზონისთვის.თანამედროვე პოლიმერული სფეროები მგრძნობიარეა დაძაბულობის სიჩქარის მიმართ, ხოლო ტრადიციული მრავალკომპონენტიანი სფეროები დაძაბულობაზეა დამოკიდებული.არაწრფივი ვისკოელასტიური პასუხი განისაზღვრება სიხისტის ორი მნიშვნელობით: საწყისი სიხისტე და ნაყარი სიხისტე.ტრადიციული ბურთები 2,5-ჯერ უფრო მკაცრია ვიდრე თანამედროვე ბურთები, ეს დამოკიდებულია სიჩქარეზე.ჩვეულებრივი ბურთულების სიხისტის გაზრდის უფრო სწრაფი ტემპი იწვევს უფრო არაწრფივ COR-ს სიჩქარის წინააღმდეგ თანამედროვე ბურთებთან შედარებით.დინამიური სიხისტის შედეგები აჩვენებს კვაზი-სტატიკური ტესტებისა და ზამბარის თეორიის განტოლებების შეზღუდულ გამოყენებადობას.სფერული დეფორმაციის ქცევის ანალიზი აჩვენებს, რომ სიმძიმის ცენტრის გადაადგილება და დიამეტრული შეკუმშვა არ შეესაბამება ყველა ტიპის სფეროს.ფართო პროტოტიპის ექსპერიმენტების საშუალებით გამოიკვლია წარმოების პირობების გავლენა ბურთის შესრულებაზე.ტემპერატურის, წნევის და მასალის შემადგენლობის წარმოების პარამეტრები იცვლებოდა ბურთების სპექტრის წარმოებისთვის.პოლიმერის სიმტკიცე გავლენას ახდენს სიმტკიცეზე, მაგრამ არა ენერგიის გაფანტვაზე, სიხისტის გაზრდა ზრდის ბურთის სიმტკიცეს.ბირთვული დანამატები გავლენას ახდენს ბურთის რეაქტიულობაზე, დანამატების რაოდენობის ზრდა იწვევს ბურთის რეაქტიულობის შემცირებას, მაგრამ ეს ეფექტი მგრძნობიარეა პოლიმერული კლასის მიმართ.რიცხვითი ანალიზი ჩატარდა სამი მათემატიკური მოდელის გამოყენებით ბურთის დარტყმაზე რეაგირების სიმულაციისთვის.პირველმა მოდელმა დაამტკიცა, რომ შეეძლო ბურთის ქცევის მხოლოდ შეზღუდული ზომით რეპროდუცირება, თუმცა მანამდე იგი წარმატებით გამოიყენებოდა სხვა ტიპის ბურთებზე.მეორე მოდელმა აჩვენა ბურთის დარტყმის პასუხის გონივრული წარმოდგენა, რომელიც ზოგადად გამოყენებული იყო ყველა ტესტირებული ბურთისთვის, მაგრამ ძალის გადაადგილების პასუხის პროგნოზირების სიზუსტე არ იყო ისეთი მაღალი, როგორც საჭირო იქნებოდა ფართომასშტაბიანი განხორციელებისთვის.მესამე მოდელმა აჩვენა მნიშვნელოვნად უკეთესი სიზუსტე ბურთის პასუხის სიმულაციისას.ამ მოდელისთვის მოდელის მიერ გენერირებული ძალის მნიშვნელობები 95% შეესაბამება ექსპერიმენტულ მონაცემებს.
ამ სამუშაომ მიაღწია ორ მთავარ მიზანს.ერთი არის მაღალი ტემპერატურის კაპილარული ვისკომეტრის დიზაინი და დამზადება, ხოლო მეორე არის ნახევრად მყარი ლითონის ნაკადის სიმულაცია, რათა დაეხმაროს დიზაინს და უზრუნველყოს მონაცემები შედარების მიზნებისთვის.აშენდა მაღალი ტემპერატურის კაპილარული ვისკომეტრი და გამოიყენებოდა საწყისი ტესტირებისთვის.მოწყობილობა გამოყენებული იქნება ნახევრად მყარი ლითონების სიბლანტის გასაზომად მაღალი ტემპერატურებისა და ათვლის სიჩქარის პირობებში, როგორც ინდუსტრიაში გამოიყენება.კაპილარული ვისკომეტრი არის ერთი წერტილიანი სისტემა, რომელსაც შეუძლია გამოთვალოს სიბლანტე კაპილარზე ნაკადის და წნევის ვარდნის გაზომვით, რადგან სიბლანტე პირდაპირპროპორციულია წნევის ვარდნისა და უკუპროპორციული დინების მიმართ.დიზაინის კრიტერიუმები მოიცავს მოთხოვნებს 800ºC-მდე კარგად კონტროლირებადი ტემპერატურებისთვის, 10000 s-1-ზე მეტი ინექციის ათვლის სიჩქარის და კონტროლირებადი ინექციის პროფილებისთვის.ორგანზომილებიანი ორფაზიანი თეორიული დროზე დამოკიდებული მოდელი შემუშავდა FLUENT პროგრამული უზრუნველყოფის გამოთვლითი სითხის დინამიკის (CFD) გამოყენებით.ეს გამოიყენებოდა ნახევრად მყარი ლითონების სიბლანტის შესაფასებლად, როდესაც ისინი გადიან შემუშავებულ კაპილარულ ვიზომეტრში ინექციის სიჩქარით 0,075, 0,5 და 1 მ/წმ.ასევე გამოკვლეული იყო მეტალის მყარი ფრაქციის (fs) ეფექტი 0,25-დან 0,50-მდე.ძალაუფლების კანონის სიბლანტის განტოლებისთვის, რომელიც გამოიყენება ფლუენტის მოდელის შესაქმნელად, აღინიშნა ძლიერი კორელაცია ამ პარამეტრებსა და მიღებულ სიბლანტეს შორის.
ეს ნაშრომი იკვლევს პროცესის პარამეტრების გავლენას Al-SiC ლითონის მატრიცის კომპოზიტების (MMC) წარმოებაზე სერიული კომპოსტირების პროცესში.შესწავლილი პროცესის პარამეტრები მოიცავდა ამრევის სიჩქარეს, ამრევის დროს, ამრევის გეომეტრიას, ამრევის პოზიციას, მეტალის სითხის ტემპერატურას (სიბლანტეს).ვიზუალური სიმულაციები ჩატარდა ოთახის ტემპერატურაზე (25±C), კომპიუტერული სიმულაციები და ვერიფიკაციის ტესტები MMC Al-SiC-ის წარმოებისთვის.ვიზუალურ და კომპიუტერულ სიმულაციებში წყალი და გლიცერინი/წყალი გამოიყენებოდა შესაბამისად თხევადი და ნახევრად მყარი ალუმინის წარმოსაჩენად.გამოკვლეული იყო 1, 300, 500, 800 და 1000 mPa s სიბლანტის ეფექტები და 50, 100, 150, 200, 250 და 300 rpm მორევის სიჩქარე.10 რულონი თითო ცალი.% გაძლიერებული SiC ნაწილაკები, ალუმინის MMK-ში გამოყენებული ნაწილაკების მსგავსი, გამოყენებული იყო ვიზუალიზაციისა და გამოთვლით ტესტებში.ვიზუალიზაციის ტესტები ჩატარდა გამჭვირვალე მინის ჭიქაში.გამოთვლითი სიმულაციები განხორციელდა Fluent (CFD პროგრამა) და არჩევითი MixSim პაკეტის გამოყენებით.ეს მოიცავს წარმოების მარშრუტების 2D ღერძულ სიმეტრიულ მრავალფაზიან დროზე დამოკიდებულ სიმულაციას ევლერიული (მარცვლოვანი) მოდელის გამოყენებით.დადგენილია ნაწილაკების დისპერსიის დროის, დალექვის დროისა და მორევის სიმაღლის დამოკიდებულება შერევის გეომეტრიასა და შემრევის ბრუნვის სიჩქარეზე.60 გრადუსიანი სარეველისთვის უფრო შესაფერისია ნაწილაკების ერთგვაროვანი დისპერსიის სწრაფად მისაღებად.ამ ტესტების შედეგად დადგინდა, რომ SiC-ის ერთგვაროვანი განაწილების მისაღებად, მორევის სიჩქარე იყო 150 rpm წყალი-SiC სისტემისთვის და 300 rpm გლიცეროლი/წყალი-SiC სისტემისთვის.აღმოჩნდა, რომ სიბლანტის გაზრდა 1 mPa·s-დან (თხევადი ლითონისთვის) 300 mPa·s-მდე (ნახევრად მყარი ლითონისთვის) დიდ გავლენას ახდენდა SiC-ის დისპერსიასა და დეპონირების დროს.თუმცა, შემდგომი ზრდა 300 mPa·s-დან 1000 mPa·s-მდე მცირე გავლენას ახდენს ამ დროზე.ამ სამუშაოს მნიშვნელოვანი ნაწილი მოიცავდა ამ მაღალი ტემპერატურის დამუშავების მეთოდისთვის სპეციალური სწრაფი გამკვრივების ჩამოსხმის მანქანის დიზაინს, მშენებლობას და ვალიდაციას.მანქანა შედგება შემრევისაგან ოთხი ბრტყელი პირით 60 გრადუსიანი კუთხით და ჭურჭლისგან ღუმელის კამერაში რეზისტენტული გათბობით.ინსტალაცია მოიცავს აქტივატორს, რომელიც სწრაფად აქრობს დამუშავებულ ნარევს.ეს მოწყობილობა გამოიყენება Al-SiC კომპოზიტური მასალების წარმოებისთვის.ზოგადად, კარგი შეთანხმება დაფიქსირდა ვიზუალიზაციას, გამოთვლასა და ექსპერიმენტული ტესტის შედეგებს შორის.
არსებობს მრავალი განსხვავებული სწრაფი პროტოტიპის (RP) ტექნიკა, რომლებიც შემუშავებულია ფართომასშტაბიანი გამოყენებისთვის ძირითადად ბოლო ათწლეულში.დღეს კომერციულად ხელმისაწვდომი სწრაფი პროტოტიპის სისტემები იყენებს მრავალფეროვან ტექნოლოგიებს ქაღალდის, ცვილის, სინათლის გამწმენდი ფისების, პოლიმერებისა და ახალი ლითონის ფხვნილების გამოყენებით.პროექტი მოიცავდა სწრაფ პროტოტიპის მეთოდს, Fused Deposition Modeling, რომელიც პირველად კომერციალიზაციაში შევიდა 1991 წელს. ამ ნამუშევარში შემუშავდა და გამოიყენებოდა სისტემის ახალი ვერსია ცვილის გამოყენებით ზედაპირის გამოყენებით მოდელირებისთვის.ეს პროექტი აღწერს სისტემის ძირითად დიზაინს და ცვილის დეპონირების მეთოდს.FDM მანქანები ქმნიან ნაწილებს ნახევრად გამდნარი მასალის პლატფორმაზე წინასწარ განსაზღვრული ნიმუშით გახურებული საქშენების მეშვეობით.ექსტრუზიის საქშენი დამონტაჟებულია XY მაგიდაზე, რომელსაც აკონტროლებს კომპიუტერული სისტემა.დგუშის მექანიზმის ავტომატურ კონტროლთან და დეპოზიტორის პოზიციასთან ერთად, იწარმოება ზუსტი მოდელები.ცვილის ერთი ფენა ერთმანეთზეა დაწყობილი 2D და 3D ობიექტების შესაქმნელად.ცვილის თვისებები ასევე გაანალიზებულია მოდელების წარმოების პროცესის ოპტიმიზაციისთვის.მათ შორისაა ცვილის ფაზური გადასვლის ტემპერატურა, ცვილის სიბლანტე და დამუშავების დროს ცვილის წვეთების ფორმა.
გასული ხუთი წლის განმავლობაში, დუბლინის დუბლინის სამმართველოს სამეცნიერო კლასტერში მკვლევარებმა შეიმუშავეს ლაზერული მიკროდამუშავების პროცესი, რომელსაც შეუძლია შექმნას არხები და ვოქსელები რეპროდუცირებადი მიკრონის მასშტაბის გარჩევადობით.ამ სამუშაოს ყურადღება გამახვილებულია სამიზნე ბიომოლეკულების იზოლირებისთვის მორგებული მასალების გამოყენებაზე.წინასწარი სამუშაოები აჩვენებს, რომ კაპილარული შერევისა და ზედაპირული არხების ახალი მორფოლოგია შეიძლება შეიქმნას გამოყოფის შესაძლებლობების გასაუმჯობესებლად.ეს ნაშრომი ფოკუსირებული იქნება ხელმისაწვდომი მიკროდამუშავების ხელსაწყოების გამოყენებაზე ზედაპირის გეომეტრიებისა და არხების შესაქმნელად, რაც უზრუნველყოფს ბიოლოგიური სისტემების გაუმჯობესებულ განცალკევებას და დახასიათებას.ამ სისტემების გამოყენება მიჰყვება ლაბორატორიულ ჩიპზე მიდგომას ბიოდიაგნოსტიკური მიზნებისათვის.ამ განვითარებული ტექნოლოგიით დამზადებული მოწყობილობები გამოყენებული იქნება პროექტის მიკროსლუიდური ლაბორატორიაში ჩიპზე.პროექტის მიზანია გამოიყენოს ექსპერიმენტული დიზაინი, ოპტიმიზაცია და სიმულაციური ტექნიკები ლაზერული დამუშავების პარამეტრებსა და მიკრო და ნანომასშტაბიან არხის მახასიათებლებს შორის პირდაპირი კავშირის უზრუნველსაყოფად და ამ ინფორმაციის გამოყენება ამ მიკროტექნოლოგიებში განცალკევების არხების გასაუმჯობესებლად.სამუშაოს სპეციფიკური შედეგები მოიცავს: არხის დიზაინს და ზედაპირის მორფოლოგიას სეპარაციის მეცნიერების გასაუმჯობესებლად;ინტეგრირებულ ჩიპებში ამოტუმბვისა და მოპოვების მონოლითური ეტაპები;შერჩეული და ამოღებული სამიზნე ბიომოლეკულების გამოყოფა ინტეგრირებულ ჩიპებზე.
დროებითი ტემპერატურის გრადიენტებისა და გრძივი პროფილების გენერაცია და კონტროლი კაპილარული LC სვეტების გასწვრივ Peltier მასივების და ინფრაწითელი თერმოგრაფიის გამოყენებით
ახალი პირდაპირი კონტაქტის პლატფორმა კაპილარული სვეტების ზუსტი ტემპერატურის კონტროლისთვის შეიქმნა სერიულად მოწყობილი ინდივიდუალურად კონტროლირებადი თერმოელექტრული Peltier უჯრედების გამოყენების საფუძველზე.პლატფორმა უზრუნველყოფს ტემპერატურის სწრაფ კონტროლს კაპილარული და მიკრო LC სვეტებისთვის და საშუალებას იძლევა დროებითი და სივრცითი ტემპერატურის ერთდროული პროგრამირება.პლატფორმა მუშაობს 15-დან 200°C-მდე ტემპერატურულ დიაპაზონში, რემპის სიჩქარით დაახლოებით 400°C/წთ თითოეული 10 გასწორებული Peltier უჯრედისთვის.სისტემა შეფასებულია რამდენიმე არასტანდარტული კაპილარული გაზომვის რეჟიმისთვის, როგორიცაა ტემპერატურის გრადიენტების პირდაპირი გამოყენება ხაზოვანი და არაწრფივი პროფილებით, სტატიკური სვეტის ტემპერატურის გრადიენტების და დროებითი ტემპერატურის გრადიენტების ჩათვლით, ტემპერატურის კონტროლირებადი ზუსტი გრადიენტები, პოლიმერიზებული კაპილარული მონოლითური სტაციონარული ფაზები და მონოლითური ფაზების დამზადება მიკროსთხევად არხებში (ჩიპზე).ინსტრუმენტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სტანდარტული და სვეტის ქრომატოგრაფიული სისტემებით.
ელექტროჰიდროდინამიკური ფოკუსირება ორგანზომილებიან პლანზერულ მიკროსთხევად მოწყობილობაში მცირე ანალიტების წინასწარი კონცენტრაციისთვის
ეს ნამუშევარი მოიცავს ელექტროჰიდროდინამიკურ ფოკუსირებას (EHDF) და ფოტონების გადაცემას, რათა დაეხმაროს წინასწარ გამდიდრებისა და სახეობების იდენტიფიკაციის განვითარებას.EHDF არის იონური დაბალანსებული ფოკუსირების მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია ჰიდროდინამიკურ და ელექტრულ ძალებს შორის ბალანსის დამყარებაზე, რომლის დროსაც საინტერესო იონები სტაციონარული ხდება.ეს კვლევა წარმოგიდგენთ ახალ მეთოდს, რომელიც იყენებს 2D ღია 2D ბრტყელ სივრცის პლანზებულ მიკროსთხევად მოწყობილობას, ჩვეულებრივი მიკროარხის სისტემის ნაცვლად.ასეთ მოწყობილობებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით ნივთიერებების წინასწარ კონცენტრირება და შედარებით მარტივი წარმოება.ეს კვლევა წარმოადგენს ახლად შემუშავებული სიმულაციის შედეგებს COMSOL Multiphysics® 3.5a-ს გამოყენებით.ამ მოდელების შედეგები შეადარეს ექსპერიმენტულ შედეგებს ნაკადის გამოვლენილი გეომეტრიებისა და მაღალი კონცენტრაციის უბნების შესამოწმებლად.შემუშავებული რიცხვითი მიკროფლიდური მოდელი შეადარეს ადრე გამოქვეყნებულ ექსპერიმენტებს და შედეგები ძალიან თანმიმდევრული იყო.ამ სიმულაციების საფუძველზე გამოიკვლიეს გემის ახალი ტიპი EHDF-ისთვის ოპტიმალური პირობების უზრუნველსაყოფად.ჩიპის გამოყენებით ექსპერიმენტულმა შედეგებმა აჯობა მოდელის შესრულებას.შემუშავებულ მიკროსთხევად ჩიპებში დაფიქსირდა ახალი რეჟიმი, რომელსაც ეწოდება გვერდითი EGDP, როდესაც შესწავლილი ნივთიერება ფოკუსირებული იყო გამოყენებული ძაბვის პერპენდიკულარულად.იმის გამო, რომ აღმოჩენა და გამოსახულება არის ასეთი წინასწარი გამდიდრებისა და სახეობების იდენტიფიკაციის სისტემების ძირითადი ასპექტები.წარმოდგენილია ორგანზომილებიან მიკროსთხევად სისტემებში სინათლის გავრცელებისა და სინათლის ინტენსივობის განაწილების რიცხვითი მოდელები და ექსპერიმენტული დამოწმება.სინათლის გავრცელების შემუშავებული რიცხვითი მოდელი წარმატებით დადასტურდა ექსპერიმენტულად როგორც სისტემაში სინათლის რეალური გზის, ასევე ინტენსივობის განაწილების თვალსაზრისით, რამაც მისცა შედეგები, რომლებიც შეიძლება საინტერესო იყოს ფოტოპოლიმერიზაციის სისტემების ოპტიმიზაციისთვის, ასევე ოპტიკური გამოვლენის სისტემებისთვის. კაპილარების გამოყენებით..
გეომეტრიიდან გამომდინარე, მიკროსტრუქტურები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტელეკომუნიკაციებში, მიკროსთხევადებში, მიკროსენსორებში, მონაცემთა საწყობში, მინის ჭრაში და დეკორატიულ მარკირებაში.ამ ნაშრომში გამოკვლეული იყო კავშირი Nd:YVO4 და CO2 ლაზერული სისტემის პარამეტრების პარამეტრებსა და მიკროსტრუქტურების ზომასა და მორფოლოგიას შორის.ლაზერული სისტემის შესწავლილი პარამეტრები მოიცავს სიმძლავრეს P, პულსის განმეორების სიხშირეს PRF, იმპულსების რაოდენობას N და სკანირების სიხშირეს U. გაზომილი გამომავალი ზომები მოიცავს ვოქსელის ექვივალენტურ დიამეტრებს, აგრეთვე მიკროარხის სიგანეს, სიღრმეს და ზედაპირის უხეშობას.3D მიკროდამუშავების სისტემა შეიქმნა Nd:YVO4 ლაზერის (2.5 W, 1.604 μm, 80 ns) გამოყენებით პოლიკარბონატის ნიმუშების შიგნით მიკროსტრუქტურების დასამზადებლად.მიკროსტრუქტურულ ვოქსელებს აქვთ დიამეტრი 48-დან 181 მკმ-მდე.სისტემა ასევე უზრუნველყოფს ზუსტ ფოკუსირებას მიკროსკოპის მიზნების გამოყენებით, რათა შეიქმნას პატარა ვოქსელები 5-დან 10 μm დიაპაზონში სოდა-ცაცხვის მინაში, მდნარ სილიციუმსა და საფირონის ნიმუშებში.CO2 ლაზერი (1,5 კვტ, 10,6 მკმ, პულსის მინიმალური ხანგრძლივობა 26 μs) გამოყენებული იქნა მიკროარხების შესაქმნელად სოდა-ცაცხვის მინის ნიმუშებში.მიკროარხების განივი კვეთის ფორმა ფართოდ იცვლებოდა v- ღარები, u-ღარები და ზედაპირული აბლაციის უბნებს შორის.მიკროარხების ზომები ასევე ძალიან განსხვავდება: 81-დან 365 μm სიგანემდე, 3-დან 379 μm-მდე სიღრმეში და ზედაპირის უხეშობა 2-დან 13 μm-მდე, ინსტალაციის მიხედვით.მიკროარხის ზომები გამოკვლეული იყო ლაზერული დამუშავების პარამეტრების მიხედვით საპასუხო ზედაპირის მეთოდოლოგიის (RSM) და ექსპერიმენტების დიზაინის (DOE) გამოყენებით.შეგროვებული შედეგები გამოყენებული იქნა პროცესის პარამეტრების გავლენის შესასწავლად მოცულობითი და მასობრივი აბლაციის სიჩქარეზე.გარდა ამისა, შემუშავებულია თერმული პროცესის მათემატიკური მოდელი, რომელიც დაეხმარება პროცესის გაგებას და საშუალებას მისცემს არხის ტოპოლოგიის წინასწარმეტყველებას რეალურ დამზადებამდე.
მეტროლოგიის ინდუსტრია ყოველთვის ეძებს ახალ გზებს ზედაპირის ტოპოგრაფიის ზუსტად და სწრაფად შესასწავლად და ციფრული გამოკვლევისთვის, მათ შორის ზედაპირის უხეშობის პარამეტრების გამოთვლასა და წერტილოვანი ღრუბლების (სამგანზომილებიანი წერტილების კომპლექტი, რომლებიც აღწერს ერთ ან მეტ ზედაპირს) მოდელირებისთვის ან საპირისპირო ინჟინერიისთვის.სისტემები არსებობს და ოპტიკური სისტემები გაიზარდა პოპულარობით ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, მაგრამ ოპტიკური პროფილების უმეტესობის შეძენა და შენარჩუნება ძვირია.სისტემის ტიპის მიხედვით, ოპტიკური პროფილერების დიზაინი ასევე შეიძლება რთული იყოს და მათი სისუსტე შეიძლება არ იყოს შესაფერისი მაღაზიის ან ქარხნის უმეტესობისთვის.ეს პროექტი მოიცავს პროფილერის შემუშავებას ოპტიკური სამკუთხედის პრინციპების გამოყენებით.შემუშავებულ სისტემას აქვს სკანირების მაგიდის ფართობი 200 x 120 მმ და ვერტიკალური გაზომვის დიაპაზონი 5 მმ.ლაზერული სენსორის პოზიცია სამიზნე ზედაპირის ზემოთ ასევე რეგულირდება 15 მმ-ით.შემუშავდა საკონტროლო პროგრამა მომხმარებლის მიერ შერჩეული ნაწილებისა და ზედაპირის არეების ავტომატური სკანირებისთვის.ეს ახალი სისტემა ხასიათდება განზომილებიანი სიზუსტით.სისტემის გაზომილი მაქსიმალური კოსინუსური შეცდომა არის 0,07°.სისტემის დინამიური სიზუსტე იზომება 2 მკმ-ზე Z-ღერძზე (სიმაღლე) და დაახლოებით 10 მკმ-ზე X და Y ღერძებში.ზომის თანაფარდობა დასკანირებულ ნაწილებს შორის (მონეტები, ხრახნები, საყელურები და ბოჭკოვანი ლინზები) კარგი იყო.ასევე განიხილება სისტემის ტესტირება, მათ შორის პროფილის შეზღუდვები და სისტემის შესაძლო გაუმჯობესება.
ამ პროექტის მიზანია ზედაპირის დეფექტების შემოწმების ახალი ოპტიკური მაღალსიჩქარიანი ონლაინ სისტემის შემუშავება და დახასიათება.მართვის სისტემა ეფუძნება ოპტიკური სამკუთხედის პრინციპს და უზრუნველყოფს დიფუზური ზედაპირების სამგანზომილებიანი პროფილის განსაზღვრის უკონტაქტო მეთოდს.განვითარების სისტემის ძირითადი კომპონენტებია დიოდური ლაზერი, CCf15 CMOS კამერა და ორი კომპიუტერით კონტროლირებადი სერვოძრავა.ნიმუშის მოძრაობა, სურათის გადაღება და 3D ზედაპირის პროფილირება დაპროგრამებულია LabView პროგრამულ უზრუნველყოფაში.გადაღებული მონაცემების შემოწმებას შეიძლება ხელი შეუწყოს 3D სკანირებული ზედაპირის ვირტუალური გადაცემის პროგრამის შექმნით და ზედაპირის უხეშობის საჭირო პარამეტრების გაანგარიშებით.სერვო ძრავები გამოიყენება ნიმუშის X და Y მიმართულებით გადასაადგილებლად 0,05 μm გარჩევადობით.განვითარებულ უკონტაქტო ონლაინ ზედაპირის პროფილერს შეუძლია შეასრულოს სწრაფი სკანირება და ზედაპირის მაღალი გარჩევადობის შემოწმება.შემუშავებული სისტემა წარმატებით გამოიყენება ავტომატური 2D ზედაპირის პროფილების, 3D ზედაპირის პროფილების და ზედაპირის უხეშობის გაზომვების შესაქმნელად სხვადასხვა ნიმუშის მასალების ზედაპირზე.ავტომატური ინსპექტირების მოწყობილობას აქვს XY სკანირების ფართობი 12 x 12 მმ.განვითარებული პროფილირების სისტემის დასახასიათებლად და დასაკალიბრებლად, სისტემის მიერ გაზომილი ზედაპირის პროფილი შედარებულია იმავე ზედაპირთან, რომელიც გაზომილია ოპტიკური მიკროსკოპის, ბინოკულარული მიკროსკოპის, AFM და Mitutoyo Surftest-402 გამოყენებით.
პროდუქციის ხარისხისა და მასში გამოყენებული მასალების მოთხოვნები სულ უფრო მოთხოვნადი ხდება.ვიზუალური ხარისხის უზრუნველყოფის (QA) მრავალი პრობლემის გადაწყვეტა არის რეალურ დროში ზედაპირული ინსპექტირების ავტომატური სისტემების გამოყენება.ეს მოითხოვს პროდუქტის ერთგვაროვან ხარისხს მაღალი გამტარუნარიანობით.ამიტომ, საჭიროა სისტემები, რომლებსაც შეუძლიათ 100%-ით შეამოწმონ მასალები და ზედაპირები რეალურ დროში.ამ მიზნის მისაღწევად, ლაზერული ტექნოლოგიისა და კომპიუტერული კონტროლის ტექნოლოგიის კომბინაცია იძლევა ეფექტურ გადაწყვეტას.ამ სამუშაოში შემუშავდა მაღალსიჩქარიანი, იაფი და მაღალი სიზუსტის უკონტაქტო ლაზერული სკანირების სისტემა.სისტემას შეუძლია გაზომოს მყარი გაუმჭვირვალე ობიექტების სისქე ლაზერული ოპტიკური სამკუთხედის პრინციპით.შემუშავებული სისტემა უზრუნველყოფს გაზომვების სიზუსტეს და განმეორებადობას მიკრომეტრის დონეზე.
ამ პროექტის მიზანია შეიმუშაოს და განავითაროს ლაზერული ინსპექტირების სისტემა ზედაპირული დეფექტების გამოსავლენად და შეაფასოს მისი პოტენციალი მაღალი სიჩქარით შიდა აპლიკაციებისთვის.გამოვლენის სისტემის ძირითადი კომპონენტებია ლაზერული დიოდური მოდული, როგორც განათების წყარო, CMOS შემთხვევითი წვდომის კამერა, როგორც გამოვლენის განყოფილება და XYZ თარგმნის ეტაპი.შემუშავდა სხვადასხვა ნიმუშის ზედაპირის სკანირებით მიღებული მონაცემების ანალიზის ალგორითმები.კონტროლის სისტემა ეფუძნება ოპტიკური სამკუთხედის პრინციპს.ლაზერის სხივი ირიბად ეცემა ნიმუშის ზედაპირზე.ზედაპირის სიმაღლის სხვაობა შემდეგ მიიღება, როგორც ლაზერული ლაქის ჰორიზონტალური მოძრაობა ნიმუშის ზედაპირზე.ეს საშუალებას აძლევს სიმაღლის გაზომვას სამკუთხედის მეთოდით.განვითარებული გამოვლენის სისტემა პირველად დაკალიბრებულია კონვერტაციის ფაქტორის მისაღებად, რომელიც ასახავს ურთიერთობას სენსორის მიერ გაზომილი წერტილის გადაადგილებასა და ზედაპირის ვერტიკალურ გადაადგილებას შორის.ექსპერიმენტები ჩატარდა ნიმუშის მასალების სხვადასხვა ზედაპირებზე: სპილენძი, ალუმინი და უჟანგავი ფოლადი.შემუშავებულ სისტემას შეუძლია ზუსტად წარმოქმნას დეფექტების 3D ტოპოგრაფიული რუკა, რომლებიც წარმოიქმნება ექსპლუატაციის დროს.მიღწეული იქნა სივრცითი გარჩევადობა დაახლოებით 70 μm და სიღრმის გარჩევადობა 60 μm.სისტემის მუშაობა ასევე მოწმდება გაზომილი მანძილების სიზუსტის გაზომვით.
მაღალსიჩქარიანი ბოჭკოვანი ლაზერული სკანირების სისტემები გამოიყენება ავტომატიზირებულ სამრეწველო საწარმოო გარემოში ზედაპირის დეფექტების გამოსავლენად.ზედაპირის დეფექტების გამოვლენის უფრო თანამედროვე მეთოდები მოიცავს ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენებას განათებისთვის და კომპონენტების გამოვლენისთვის.ეს დისერტაცია მოიცავს ახალი მაღალსიჩქარიანი ოპტოელექტრონული სისტემის დიზაინს და განვითარებას.ამ ნაშრომში გამოკვლეულია LED-ების ორი წყარო, LED-ები (შუქის გამოსხივების დიოდები) და ლაზერული დიოდები.ერთმანეთის საპირისპიროდ განლაგებულია ხუთი გამოსხივებული დიოდისა და ხუთი მიმღები ფოტოდიოდის რიგი.მონაცემთა შეგროვება კონტროლდება და ანალიზდება კომპიუტერის მიერ LabVIEW პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით.სისტემა გამოიყენება ზედაპირული დეფექტების ზომების გასაზომად, როგორიცაა ხვრელები (1 მმ), ბრმა ხვრელები (2 მმ) და ჭრილობები სხვადასხვა მასალებში.შედეგები აჩვენებს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ სისტემა ძირითადად განკუთვნილია 2D სკანირებისთვის, მას ასევე შეუძლია იმუშაოს როგორც შეზღუდული 3D გამოსახულების სისტემა.სისტემამ ასევე აჩვენა, რომ ყველა შესწავლილ მეტალის მასალას შეეძლო ინფრაწითელი სიგნალების ასახვა.ახლად შემუშავებული მეთოდი დახრილი ბოჭკოების მასივის გამოყენებით სისტემას საშუალებას აძლევს მიაღწიოს რეგულირებადი გარჩევადობით სისტემის მაქსიმალური გარჩევადობით დაახლოებით 100 μm (ბოჭკოვანი დიამეტრის შეგროვება).სისტემა წარმატებით გამოიყენება სხვადასხვა მასალის ზედაპირის პროფილის, ზედაპირის უხეშობის, სისქის და არეკვლის გასაზომად.ამ სისტემით შესაძლებელია ალუმინის, უჟანგავი ფოლადი, სპილენძი, სპილენძი, ტუფნოლი და პოლიკარბონატის ტესტირება.ამ ახალი სისტემის უპირატესობებია უფრო სწრაფი აღმოჩენა, დაბალი ღირებულება, მცირე ზომა, უფრო მაღალი გარჩევადობა და მოქნილობა.
შეიმუშავეთ, ააშენეთ და გამოსცადეთ ახალი სისტემები ახალი გარემოსდაცვითი სენსორების ტექნოლოგიების ინტეგრირებისთვის და გამოსაყენებლად.განსაკუთრებით შესაფერისია ფეკალური ბაქტერიების მონიტორინგის აპლიკაციებისთვის
სილიკონის მზის PV პანელების მიკრო-ნანო სტრუქტურის შეცვლა ენერგიის მიწოდების გასაუმჯობესებლად
ერთ-ერთი მთავარი საინჟინრო გამოწვევა, რომლის წინაშეც დღეს გლობალური საზოგადოება დგას, არის ენერგიის მდგრადი მიწოდება.დროა საზოგადოებამ დაიწყოს ძლიერად დაეყრდნოს განახლებადი ენერგიის წყაროებს.მზე უზრუნველყოფს დედამიწას უფასო ენერგიით, მაგრამ ამ ენერგიის ელექტროენერგიის სახით გამოყენების თანამედროვე მეთოდებს გარკვეული შეზღუდვები აქვს.ფოტოელექტრული უჯრედების შემთხვევაში მთავარი პრობლემა მზის ენერგიის შეგროვების არასაკმარისი ეფექტურობაა.ლაზერული მიკროდამუშავება ჩვეულებრივ გამოიყენება ფოტოელექტრული აქტიურ ფენებს შორის ურთიერთდაკავშირების შესაქმნელად, როგორიცაა მინის სუბსტრატები, ჰიდროგენირებული სილიციუმი და თუთიის ოქსიდის ფენები.ასევე ცნობილია, რომ მეტი ენერგიის მიღება შესაძლებელია მზის ელემენტის ზედაპირის ფართობის გაზრდით, მაგალითად მიკროდამუშავებით.ნაჩვენებია, რომ ნანომასშტაბიანი ზედაპირის პროფილის დეტალები გავლენას ახდენს მზის უჯრედების ენერგიის შთანთქმის ეფექტურობაზე.ამ ნაშრომის მიზანია გამოიკვლიოს მიკრო, ნანო და მეზომასშტაბიანი მზის უჯრედების სტრუქტურების ადაპტაციის უპირატესობები უფრო მაღალი ენერგიის უზრუნველსაყოფად.ასეთი მიკროსტრუქტურებისა და ნანოსტრუქტურების ტექნოლოგიური პარამეტრების ცვალებადობა შესაძლებელს გახდის მათი გავლენის შესწავლას ზედაპირის ტოპოლოგიაზე.უჯრედები შემოწმდება იმ ენერგიაზე, რომელსაც ისინი გამოიმუშავებენ ელექტრომაგნიტური სინათლის ექსპერიმენტულად კონტროლირებადი დონის ზემოქმედების დროს.პირდაპირი კავშირი დამყარდება უჯრედის ეფექტურობასა და ზედაპირის ტექსტურას შორის.
Metal Matrix Composites (MMCs) სწრაფად ხდება მთავარი კანდიდატი სტრუქტურული მასალების როლისთვის ინჟინერიასა და ელექტრონიკაში.ალუმინი (Al) და სპილენძი (Cu) გამაგრებულია SiC-ით მათი შესანიშნავი თერმული თვისებების გამო (მაგ. დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი (CTE), მაღალი თბოგამტარობა) და გაუმჯობესებული მექანიკური თვისებები (მაგ. მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, უკეთესი შესრულება).იგი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში აცვიათ წინააღმდეგობისა და სპეციფიკური მოდულის გამო.ცოტა ხნის წინ, ეს მაღალი კერამიკული MMC გახდა კიდევ ერთი ტენდენცია ელექტრონულ პაკეტებში ტემპერატურის კონტროლის აპლიკაციებისთვის.როგორც წესი, ელექტრო მოწყობილობების პაკეტებში, ალუმინი (Al) ან სპილენძი (Cu) გამოიყენება როგორც გამათბობელი ან ბაზის ფირფიტა კერამიკულ სუბსტრატთან დასაკავშირებლად, რომელიც ატარებს ჩიპს და მასთან დაკავშირებულ ქინძის სტრუქტურებს.დიდი სხვაობა თერმული გაფართოების კოეფიციენტში (CTE) კერამიკასა და ალუმინს ან სპილენძს შორის არახელსაყრელია, რადგან ამცირებს პაკეტის საიმედოობას და ასევე ზღუდავს კერამიკული სუბსტრატის ზომას, რომელიც შეიძლება დამაგრდეს სუბსტრატზე.
ამ ხარვეზის გათვალისწინებით, ახლა უკვე შესაძლებელია ახალი მასალების შემუშავება, გამოკვლევა და დახასიათება, რომლებიც აკმაყოფილებენ ამ მოთხოვნებს თერმულად გაუმჯობესებული მასალებისთვის.გაუმჯობესებული თერმული კონდუქტომეტრით და თერმული გაფართოების კოეფიციენტით (CTE) თვისებებით, MMC CuSiC და AlSiC ახლა ეფექტური გადაწყვეტილებებია ელექტრონიკის შეფუთვაში.ეს ნამუშევარი შეაფასებს ამ MMC-ების უნიკალურ თერმოფიზიკურ თვისებებს და მათ შესაძლო გამოყენებას ელექტრონული პაკეტების თერმული მართვისთვის.
ნავთობკომპანიები განიცდიან მნიშვნელოვან კოროზიას ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიის სისტემების შედუღების ზონაში, რომლებიც დამზადებულია ნახშირბადის და დაბალი შენადნობის ფოლადებისგან.CO2-ის შემცველ გარემოში, კოროზიის დაზიანება ჩვეულებრივ მიეკუთვნება სხვადასხვა ნახშირბადოვანი ფოლადის მიკროსტრუქტურებზე დეპონირებული დამცავი კოროზიის ფირის სიძლიერის განსხვავებას.ლოკალური კოროზია შედუღების ლითონის (WM) და სითბოს ზემოქმედების ზონაში (HAZ) ძირითადად გამოწვეულია გალვანური ეფექტებით, შენადნობის შემადგენლობისა და მიკროსტრუქტურის განსხვავებების გამო.ძირითადი ლითონის (PM), WM და HAZ მიკროსტრუქტურული მახასიათებლები გამოკვლეული იყო მიკროსტრუქტურის ეფექტის გასაგებად რბილი ფოლადის შედუღებული სახსრების კოროზიის ქცევაზე.კოროზიის ტესტები ჩატარდა 3,5% NaCl ხსნარში გაჯერებული CO2-ით დეოქსიგენირებულ პირობებში ოთახის ტემპერატურაზე (20±2°C) და pH 4,0±0,3.კოროზიის ქცევის დახასიათება განხორციელდა ელექტროქიმიური მეთოდების გამოყენებით ღია წრედის პოტენციალის დასადგენად, პოტენციოდინამიკური სკანირება და ხაზოვანი პოლარიზაციის წინააღმდეგობა, ასევე ზოგადი მეტალოგრაფიული დახასიათება ოპტიკური მიკროსკოპის გამოყენებით.გამოვლენილი ძირითადი მორფოლოგიური ფაზებია აციკულური ფერიტი, შენარჩუნებული აუსტენიტი და მარტენზიტ-ბაინიტური სტრუქტურა WM-ში.ისინი ნაკლებად გავრცელებულია HAZ-ში.მნიშვნელოვნად განსხვავებული ელექტროქიმიური ქცევა და კოროზიის მაჩვენებლები აღმოჩნდა PM, VM და HAZ.
ამ პროექტით გათვალისწინებული სამუშაოები მიზნად ისახავს წყალქვეშა ტუმბოების ელექტროეფექტურობის გაუმჯობესებას.მოთხოვნა ტუმბოს ინდუსტრიაზე ამ მიმართულებით გადაადგილების შესახებ ბოლო დროს გაიზარდა ევროკავშირის ახალი კანონმდებლობის შემოღებით, რომელიც მთელ ინდუსტრიას ავალდებულებს ეფექტურობის ახალი და უფრო მაღალი დონის მიღწევას.ეს ნაშრომი აანალიზებს გაგრილების ჟაკეტის გამოყენებას ტუმბოს სოლენოიდის არეალის გასაგრილებლად და გთავაზობთ დიზაინის გაუმჯობესებას.კერძოდ, ხასიათდება სითხის ნაკადი და სითბოს გადაცემა მოქმედი ტუმბოების გაგრილების ჟაკეტებში.ქურთუკის დიზაინის გაუმჯობესება უზრუნველყოფს სითბოს უკეთეს გადაცემას ტუმბოს ძრავის ზონაში, რაც გამოიწვევს ტუმბოს გაუმჯობესებულ ეფექტურობას და ამცირებს ინდუცირებულ წევას.ამ სამუშაოსთვის, მშრალ ორმოზე დამონტაჟებული ტუმბოს ტესტირების სისტემა დაემატა არსებულ 250 მ3 საცდელ ავზს.ეს საშუალებას იძლევა მაღალსიჩქარიანი კამერის თვალყურის დევნება ნაკადის ველზე და ტუმბოს გარსაცმის თერმული სურათი.CFD ანალიზით დადასტურებული ნაკადის ველი საშუალებას იძლევა ექსპერიმენტების, ტესტირებისა და ალტერნატიული დიზაინის შედარების საშუალებას, რათა შეინარჩუნოს სამუშაო ტემპერატურა რაც შეიძლება დაბალი.M60-4 ბოძების ტუმბოს ორიგინალური დიზაინი გაუძლო გარე ტუმბოს კორპუსის მაქსიმალურ ტემპერატურას 45°C და სტატორის მაქსიმალურ ტემპერატურას 90°C.სხვადასხვა მოდელის დიზაინის ანალიზი გვიჩვენებს, რომელი დიზაინია უფრო სასარგებლო უფრო ეფექტური სისტემებისთვის და რომელი არ უნდა იქნას გამოყენებული.კერძოდ, ინტეგრირებული გაგრილების კოჭის დიზაინს არ აქვს გაუმჯობესება ორიგინალურ დიზაინთან შედარებით.იმპერატორის პირების რაოდენობის გაზრდამ ოთხიდან რვამდე შეამცირა გარსაცმზე გაზომილი სამუშაო ტემპერატურა შვიდი გრადუსი ცელსიუსით.
მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივისა და შემცირებული ექსპოზიციის დროის კომბინაცია ლითონის დამუშავებისას იწვევს ზედაპირის მიკროსტრუქტურის ცვლილებას.ლაზერული პროცესის პარამეტრების და გაგრილების სიჩქარის ოპტიმალური კომბინაციის მიღება გადამწყვეტია მარცვლის სტრუქტურის შესაცვლელად და მასალის ზედაპირზე ტრიბოლოგიური თვისებების გასაუმჯობესებლად.ამ კვლევის მთავარი მიზანი იყო სწრაფი იმპულსური ლაზერული დამუშავების ეფექტის გამოკვლევა კომერციულად ხელმისაწვდომი მეტალის ბიომასალის ტრიბოლოგიურ თვისებებზე.ეს ნაშრომი ეძღვნება უჟანგავი ფოლადის AISI 316L და Ti-6Al-4V ლაზერული ზედაპირის მოდიფიკაციას.1,5 კვტ სიმძლავრის CO2-ის იმპულსური ლაზერი გამოიყენებოდა ლაზერული პროცესის სხვადასხვა პარამეტრების გავლენის შესასწავლად და შედეგად ზედაპირის მიკროსტრუქტურისა და მორფოლოგიის შესასწავლად.ლაზერული გამოსხივების მიმართულების პერპენდიკულურად ბრუნული ცილინდრული ნიმუშის გამოყენებით, ლაზერის გამოსხივების ინტენსივობა, ექსპოზიციის დრო, ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე და პულსის სიგანე იცვლებოდა.დახასიათება განხორციელდა SEM, EDX, ნემსის უხეშობის გაზომვების და XRD ანალიზის გამოყენებით.ასევე განხორციელდა ზედაპირის ტემპერატურის პროგნოზირების მოდელი ექსპერიმენტული პროცესის საწყისი პარამეტრების დასაყენებლად.შემდეგ განხორციელდა პროცესის რუქა, რათა განესაზღვრათ რამდენიმე კონკრეტული პარამეტრი გამდნარი ფოლადის ზედაპირის ლაზერული დამუშავებისთვის.არსებობს ძლიერი კორელაცია განათებას, ექსპოზიციის დროს, დამუშავების სიღრმესა და დამუშავებული ნიმუშის უხეშობას შორის.მიკროსტრუქტურული ცვლილებების გაზრდილი სიღრმე და უხეშობა დაკავშირებული იყო ექსპოზიციის უფრო მაღალ დონესთან და ექსპოზიციის დროსთან.დამუშავებული ტერიტორიის უხეშობისა და სიღრმის გაანალიზებით, ენერგიის დინების და ზედაპირის ტემპერატურის მოდელები გამოიყენება ზედაპირზე დნობის ხარისხის პროგნოზირებისთვის.ლაზერის სხივის ურთიერთქმედების დროის მატებასთან ერთად, ფოლადის ზედაპირის უხეშობა იზრდება სხვადასხვა შესწავლილი პულსის ენერგიის დონეზე.მიუხედავად იმისა, რომ ზედაპირის სტრუქტურა შეინარჩუნა კრისტალების ნორმალური განლაგება, მარცვლის ორიენტაციის ცვლილებები შეინიშნებოდა ლაზერით დამუშავებულ ადგილებში.
ქსოვილის სტრესის ქცევის ანალიზი და დახასიათება და მისი გავლენა ხარაჩოების დიზაინზე
ამ პროექტში შემუშავდა ხარაჩოების რამდენიმე განსხვავებული გეომეტრია და ჩატარდა სასრული ელემენტების ანალიზი ძვლის სტრუქტურის მექანიკური თვისებების გასაგებად, მათი როლი ქსოვილის განვითარებაში და სტრესისა და დაძაბულობის მაქსიმალური განაწილება ხარაჩოში.ტრაბეკულური ძვლის ნიმუშების კომპიუტერული ტომოგრაფიის (CT) სკანირება შეგროვდა CAD-ით შექმნილი ხარაჩოების სტრუქტურების გარდა.ეს დიზაინი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ და შეამოწმოთ პროტოტიპები, ასევე შეასრულოთ ამ დიზაინის FEM.მიკროდეფორმაციების მექანიკური გაზომვები ჩატარდა ბარძაყის თავის ძვლის შექმნილ ხარაჩოებსა და ტრაბეკულურ ნიმუშებზე და ეს შედეგები შედარებული იყო FEA-ს მიერ იმავე სტრუქტურებისთვის მიღებულ შედეგებთან.ითვლება, რომ მექანიკური თვისებები დამოკიდებულია დაპროექტებული ფორების ფორმაზე (სტრუქტურაზე), ფორების ზომაზე (120, 340 და 600 μm) და დატვირთვის პირობებზე (დამტვირთავი ბლოკებით ან მის გარეშე).ამ პარამეტრების ცვლილებები გამოკვლეული იყო 8 მმ3, 22.7 მმ3 და 1000 მმ3 ფოროვან ჩარჩოებზე, რათა სრულყოფილად შესწავლილიყო მათი გავლენა დაძაბულობის განაწილებაზე.ექსპერიმენტებისა და სიმულაციების შედეგები აჩვენებს, რომ სტრუქტურის გეომეტრიული დიზაინი მნიშვნელოვან როლს თამაშობს სტრესის განაწილებაში და ხაზს უსვამს ჩარჩოს დიზაინის დიდ პოტენციალს ძვლის რეგენერაციის გასაუმჯობესებლად.ზოგადად, ფორების ზომა უფრო მნიშვნელოვანია ვიდრე ფორიანობის დონე მთლიანი მაქსიმალური სტრესის დონის დასადგენად.თუმცა, ფორიანობის დონე ასევე მნიშვნელოვანია ხარაჩოების სტრუქტურების ოსტეოგამტარობის განსაზღვრაში.როდესაც ფორიანობის დონე იზრდება 30%-დან 70%-მდე, მაქსიმალური დაძაბულობის მნიშვნელობა მნიშვნელოვნად იზრდება იმავე ფორების ზომისთვის.
ხარაჩოს ფორების ზომა ასევე მნიშვნელოვანია დამზადების მეთოდისთვის.სწრაფი პროტოტიპის ყველა თანამედროვე მეთოდს აქვს გარკვეული შეზღუდვები.მიუხედავად იმისა, რომ ჩვეულებრივი ფაბრიკაცია უფრო მრავალმხრივია, უფრო რთული და პატარა დიზაინის დამზადება ხშირად შეუძლებელია.ამ ტექნოლოგიების უმეტესობას ამჟამად ნომინალურად არ შეუძლია მდგრადი წარმოქმნა 500 მკმ-ზე დაბლა ფორებს.ამრიგად, ამ ნამუშევარში ფორების ზომით 600 μm შედეგები ყველაზე მეტად შეესაბამება მიმდინარე სწრაფი წარმოების ტექნოლოგიების წარმოების შესაძლებლობებს.წარმოდგენილი ექვსკუთხა სტრუქტურა, თუმცა განიხილება მხოლოდ ერთი მიმართულებით, იქნება ყველაზე ანიზოტროპული სტრუქტურა კუბსა და სამკუთხედზე დაფუძნებულ სტრუქტურებთან შედარებით.კუბური და სამკუთხა სტრუქტურები შედარებით იზოტროპულია ექვსკუთხა სტრუქტურებთან შედარებით.ანიზოტროპია მნიშვნელოვანია შემუშავებული ხარაჩოს ოსტეოგამტარობის განხილვისას.დაძაბულობის განაწილება და დიაფრაგმის მდებარეობა გავლენას ახდენს რემოდელირების პროცესზე და დატვირთვის სხვადასხვა პირობებმა შეიძლება შეცვალოს დაძაბულობის მაქსიმალური მნიშვნელობა და მისი მდებარეობა.დატვირთვის უპირატესმა მიმართულებამ ხელი უნდა შეუწყოს ფორების ზომას და განაწილებას, რათა უჯრედებმა უფრო დიდ ფორებად გაიზარდოს და უზრუნველყოს საკვები ნივთიერებები და სამშენებლო მასალები.ამ სამუშაოს კიდევ ერთი საინტერესო დასკვნა, სვეტების განივი მონაკვეთზე სტრესის განაწილების შესწავლით, არის ის, რომ სვეტების ზედაპირზე უფრო მაღალი სტრესის მნიშვნელობები აღირიცხება ცენტრთან შედარებით.ამ ნაშრომში ნაჩვენებია, რომ ფორების ზომა, ფორიანობის დონე და დატვირთვის მეთოდი მჭიდრო კავშირშია სტრუქტურაში განცდილ სტრესის დონესთან.ეს დასკვნები ადასტურებს საყრდენი სტრუქტურების შექმნის შესაძლებლობას, რომლებშიც სტრესის დონეები საყრდენის ზედაპირზე შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, რამაც შეიძლება ხელი შეუწყოს უჯრედების მიმაგრებას და ზრდას.
სინთეზური ძვლის შემცვლელი ხარაჩოები გვთავაზობენ თვისებების ინდივიდუალურად მორგების შესაძლებლობას, დონორის შეზღუდული ხელმისაწვდომობის დაძლევას და ოსეოინტეგრაციის გაუმჯობესებას.ძვლის ინჟინერია მიზნად ისახავს ამ საკითხების მოგვარებას მაღალი ხარისხის გრაფტების მიწოდებით, რომელთა მიწოდებაც შესაძლებელია დიდი რაოდენობით.ამ აპლიკაციებში, როგორც შიდა, ასევე გარე ხარაჩოების გეომეტრიას დიდი მნიშვნელობა აქვს, რადგან მათ აქვთ მნიშვნელოვანი გავლენა მექანიკურ თვისებებზე, გამტარიანობასა და უჯრედების გამრავლებაზე.სწრაფი პროტოტიპის ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა გამოიყენოს არასტანდარტული მასალები მოცემული და ოპტიმიზებული გეომეტრიით, დამზადებული მაღალი სიზუსტით.ეს ნაშრომი იკვლევს 3D ბეჭდვის ტექნიკის შესაძლებლობას ჩონჩხის ხარაჩოების რთული გეომეტრიის დამზადებისთვის ბიოთავსებადი კალციუმის ფოსფატის მასალების გამოყენებით.საკუთრების მასალის წინასწარი კვლევები აჩვენებს, რომ შესაძლებელია პროგნოზირებული მიმართულების მექანიკური ქცევის მიღწევა.დამზადებული ნიმუშების მიმართულების მექანიკური თვისებების ფაქტობრივმა გაზომვებმა აჩვენა იგივე ტენდენციები, როგორც სასრული ელემენტების ანალიზის (FEM) შედეგები.ეს ნამუშევარი ასევე აჩვენებს 3D ბეჭდვის შესაძლებლობას ქსოვილის საინჟინრო გეომეტრიის ხარაჩოების დასამზადებლად ბიოთავსებადი კალციუმის ფოსფატის ცემენტისგან.ჩარჩოები მზადდებოდა დინატრიუმის ჰიდროფოსფატის წყალხსნარით დაბეჭდვით ფხვნილის ფენაზე, რომელიც შედგება კალციუმის წყალბადოფოსფატის და კალციუმის ჰიდროქსიდის ერთგვაროვანი ნარევისგან.სველი ქიმიური დეპონირების რეაქცია ხდება 3D პრინტერის ფხვნილის საწოლში.დამზადდა მყარი ნიმუშები წარმოებული კალციუმის ფოსფატის ცემენტის (CPC) მოცულობითი შეკუმშვის მექანიკური თვისებების გასაზომად.ამგვარად წარმოებულ ნაწილებს ჰქონდათ ელასტიურობის საშუალო მოდული 3,59 მპა და საშუალო კომპრესიული ძალა 0,147 მპა.აგლომერაცია იწვევს შეკუმშვის თვისებების მნიშვნელოვან ზრდას (E = 9,15 მპა, σt = 0,483 მპა), მაგრამ ამცირებს მასალის სპეციფიკურ ზედაპირს.აგლომერაციის შედეგად კალციუმის ფოსფატცემენტი იშლება β-ტრიკალციუმის ფოსფატად (β-TCP) და ჰიდროქსიაპატიტად (HA), რაც დასტურდება თერმოგრავიმეტრული და დიფერენციალური თერმული ანალიზის (TGA/DTA) და რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის მონაცემებით. XRD).თვისებები არასაკმარისია მაღალი დატვირთვით იმპლანტანტებისთვის, სადაც საჭირო სიძლიერეა 1,5-დან 150 მპა-მდე, ხოლო კომპრესიული სიმტკიცე აღემატება 10 მპა-ს.თუმცა, შემდგომი შემდგომი დამუშავება, როგორიცაა ბიოდეგრადირებადი პოლიმერებით ინფილტრაცია, შეუძლია ეს სტრუქტურები შესაფერისი გახადოს სტენტის გამოყენებისთვის.
მიზანი: ნიადაგის მექანიკის კვლევამ აჩვენა, რომ აგრეგატებზე გამოყენებული ვიბრაცია იწვევს ნაწილაკების უფრო ეფექტურ განლაგებას და ენერგიის შემცირებას, რომელიც საჭიროა აგრეგატზე მოქმედებისთვის.ჩვენი მიზანი იყო ვიბრაციის ზემოქმედების მეთოდის შემუშავება ძვლის დარტყმის პროცესზე და შეგვეფასებინა მისი გავლენა დარტყმული გრაფტების მექანიკურ თვისებებზე.
ფაზა 1: მსხვილფეხა რქოსანი ბარძაყის 80 თავის დაფქვა Noviomagus-ის ძვლის წისქვილის გამოყენებით.შემდეგ გრაფტები ირეცხებოდა საცრის უჯრაზე პულსირებული მარილიანი სარეცხი სისტემის გამოყენებით.შეიქმნა ვიბროზემოქმედების მოწყობილობა, რომელიც აღჭურვილია ორი 15 ვ DC ძრავით, ექსცენტრიული წონებით, რომლებიც ფიქსირდება ლითონის ცილინდრის შიგნით.გადაყარეთ მასზე წონა მოცემული სიმაღლიდან 72-ჯერ, რათა მოხდეს ძვლის დარტყმის პროცესის რეპროდუცირება.ვიბრაციის სიხშირის დიაპაზონი, რომელიც იზომება ვიბრაციის პალატაში დაყენებული ამაჩქარებლით, შემოწმდა.ყოველი ათვლის ტესტი მეორდებოდა ოთხ სხვადასხვა ნორმალურ დატვირთვაზე დაძაბულობის დაძაბულობის მრუდების სერიის მისაღებად.ყოველი ტესტისთვის აშენდა Mohr-Coulomb-ის უკმარისობის კონვერტები, საიდანაც მიღებული იყო ათვლის სიმტკიცე და დაბლოკვის მნიშვნელობები.
ფაზა 2: გაიმეორეთ ექსპერიმენტი სისხლის დამატებით, რათა გაიმეოროთ ქირურგიულ პირობებში არსებული მდიდარი გარემო.
ეტაპი 1: გრაფტები გაზრდილი ვიბრაციით ვიბრაციის ყველა სიხშირეზე აჩვენეს უფრო მაღალი ათვლის ძალა ვიბრაციის გარეშე ზემოქმედებასთან შედარებით.60 ჰც სიხშირეზე ვიბრაციამ უდიდესი გავლენა მოახდინა და მნიშვნელოვანი იყო.
ეტაპი 2: დამყნობა დამატებითი ვიბრაციული ზემოქმედებით გაჯერებულ აგრეგატებში აჩვენა უფრო დაბალი ათვლის ძალა ყველა ნორმალური კომპრესიული დატვირთვისთვის, ვიდრე ზემოქმედება ვიბრაციის გარეშე.
დასკვნა: სამოქალაქო ინჟინერიის პრინციპები გამოიყენება იმპლანტირებული ძვლის იმპლანტაციისთვის.მშრალ აგრეგატებში, ვიბრაციის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს დარტყმის ნაწილაკების მექანიკური თვისებები.ჩვენს სისტემაში ვიბრაციის ოპტიმალური სიხშირეა 60 ჰც.გაჯერებულ აგრეგატებში ვიბრაციის მატება უარყოფითად მოქმედებს აგრეგატის ათვლის ძალაზე.ეს შეიძლება აიხსნას გათხევადების პროცესით.
ამ სამუშაოს მიზანი იყო შეიმუშაოს, აეშენებინა და გამოსცადა სისტემა, რომელსაც შეუძლია შეაწუხოს მასზე მყოფი სუბიექტები, რათა შეეფასებინათ მათი უნარი ამ ცვლილებებზე რეაგირებისთვის.ეს შეიძლება გაკეთდეს ზედაპირის სწრაფად დახრით, რომელზეც ადამიანი დგას და შემდეგ დააბრუნეთ იგი ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში.აქედან შესაძლებელია დადგინდეს, შეძლეს თუ არა სუბიექტებმა წონასწორობის მდგომარეობის შენარჩუნება და რამდენი დრო დასჭირდათ მათ ამ წონასწორობის მდგომარეობის აღდგენას.წონასწორობის ეს მდგომარეობა განისაზღვრება სუბიექტის პოსტურალური გავლენის გაზომვით.მათი ბუნებრივი პოზურული რხევა გაზომილი იყო ფეხის წნევის პროფილის პანელით, რათა დადგინდეს, რამდენად დიდი იყო რხევა ტესტის დროს.სისტემა ასევე შექმნილია იმისთვის, რომ იყოს უფრო მრავალმხრივი და ხელმისაწვდომი, ვიდრე ამჟამად კომერციულად ხელმისაწვდომია, რადგან, მიუხედავად იმისა, რომ ეს მანქანები მნიშვნელოვანია კვლევისთვის, ისინი ამჟამად ფართოდ არ გამოიყენება მათი მაღალი ღირებულების გამო.ამ სტატიაში წარმოდგენილი ახლად შემუშავებული სისტემა გამოყენებულია 100 კგ-მდე წონის საცდელი ობიექტების გადასაადგილებლად.
ამ ნაშრომში ექვსი ლაბორატორიული ექსპერიმენტი საინჟინრო და ფიზიკურ მეცნიერებებში შეიქმნა სტუდენტებისთვის სასწავლო პროცესის გასაუმჯობესებლად.ეს მიიღწევა ამ ექსპერიმენტებისთვის ვირტუალური ინსტრუმენტების დაყენებით და შექმნით.ვირტუალური ინსტრუმენტების გამოყენება პირდაპირ შედარებულია ტრადიციულ ლაბორატორიულ სწავლების მეთოდებთან და განხილულია ორივე მიდგომის განვითარების საფუძველი.წინა ნამუშევარი კომპიუტერის დახმარებით სწავლის (CBL) გამოყენებით ამ სამუშაოსთან დაკავშირებულ მსგავს პროექტებში გამოყენებული იყო ვირტუალური ინსტრუმენტების ზოგიერთი სარგებლის შესაფასებლად, განსაკუთრებით ის, რაც დაკავშირებულია მოსწავლეთა ინტერესის გაზრდასთან, მეხსიერების შენახვასთან, გაგებასთან და, საბოლოოდ, ლაბორატორიულ მოხსენებასთან..დაკავშირებული სარგებელი.ამ კვლევაში განხილული ვირტუალური ექსპერიმენტი არის ტრადიციული სტილის ექსპერიმენტის განახლებული ვერსია და ამგვარად უზრუნველყოფს ახალი CBL ტექნიკის პირდაპირ შედარებას ტრადიციული სტილის ლაბორატორიასთან.ექსპერიმენტის ორ ვერსიას შორის კონცეპტუალური განსხვავება არ არის, განსხვავება მხოლოდ მისი წარმოდგენის ხერხშია.ამ CBL მეთოდების ეფექტურობა შეფასდა ვირტუალური ინსტრუმენტის გამოყენებით სტუდენტების მუშაობაზე დაკვირვებით იმავე კლასის სხვა სტუდენტებთან შედარებით, რომლებიც ასრულებდნენ ტრადიციულ ექსპერიმენტულ რეჟიმს.ყველა სტუდენტი ფასდება მოხსენებების, მათ ექსპერიმენტებთან დაკავშირებული კითხვების და კითხვარების წარდგენით.ამ კვლევის შედეგები ასევე შეადარეს სხვა დაკავშირებულ კვლევებს CBL სფეროში.
გამოქვეყნების დრო: თებერვალი-19-2023