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同轴刚性旋翼悬停及前飞性能风洞研究
摘要：为研究上下旋翼干扰效应以及进给比、轴倾斜角和升力偏移对缩比同轴刚性旋翼系统气动性能的影响，对缩比同轴刚性旋翼系统在悬停和稳定前飞过程中的气动性能进行了实验研究。旋翼系统采用直径2 m、四叶片上下无铰链旋翼，安装在同轴旋翼试验台上。实验在中国空气动力研究与发展中心（CARDC）的φ3.2 m风洞中进行。旋翼系统在0°~13°的总距范围内进行了悬停测试，并在进给比高达0.6的情况下进行了前飞测试，重点关注了轴倾斜角和升力偏移扫掠。为了使共轴旋翼的运行方式与实际飞行方式相似，悬停飞行时将扭矩差调整为零，前飞时保持恒定升力系数。在同轴旋翼中以相同的螺距角设置进行了孤立单旋翼配置试验。悬停试验结果表明，下旋翼的品质因数 (FM) 值低于上旋翼，且均低于孤立单旋翼。此外，在相同的叶片载荷系数 (C T / σ) 下，同轴旋翼配置可以获得更好的悬停效率。前飞时，有效升阻比 (L/De) 为
高度敏感的同轴纳米纤维面膜，用于呼吸监测的机器学习
抽象呼吸是身体的关键生理过程，在维持人类健康中起着至关重要的作用。可穿戴压电纳米纤维的呼吸监测引起了极大的关注，因为它的自力力量，高线性，非侵入性和便利性。但是，由于其机电转换效率低，传统压电纳米纤维的敏感性有限，因此很难满足医疗和每日呼吸监测要求。在这里，我们提出了一种普遍适用的，高度敏感的压电纳米纤维，其特征在于聚偏二氟化物（PVDF）和碳纳米管（CNT）的同轴复合结构，该结构称为PS-CC。基于阐明渗透效应的增强机制，PS-CC表现出出色的感应性能，高灵敏度为3.7 V/N，快速响应时间为20 ms，用于机电转换。作为概念验证，纳米纤维的膜无缝整合到面膜中，从而促进了对呼吸状态的准确识别。在一维卷积神经网络（CNN）的协助下，基于PS-CC的智能面具可以识别呼吸道和多种呼吸模式，其分类精度高达97.8％。值得注意的是，这项工作为监测呼吸道疾病提供了有效的策略，并为日常健康监测和临床应用提供了广泛的实用程序。
通过同轴牺牲写作将仿生的血管网络嵌入功能组织
印刷人体组织结构充满了仿生的血管网络，对组织和器官工程的兴趣越来越大。现在可以将灌注通道嵌入到细胞和密集的细胞矩阵中，但它们缺乏天然血管的分支或多层结构。在这里，我们报告了一种可推广的方法，用于在软矩阵中打印层次分支的血管网络。，我们通过同轴嵌入式印刷（Co-Emb3DP）将仿生血管通过同轴性牺牲写作（共旋转）（共旋转）将其嵌入颗粒状水凝胶基质中。每种方法都依赖于扩展的核心壳打印头，该打印头促进了印刷分支容器之间的便捷互连。尽管仔细优化了多个核壳墨水和矩阵，但我们表明可以同轴印刷嵌入的仿生血管，该容器具有围绕灌注液体的光滑肌肉细胞壳。在用汇合层的内皮细胞层播种时，它们表现出良好的屏障功能。作为最终的演示，我们构建了由人类诱导的多能干细胞衍生的心脏球体的密集细胞基质组成的仿生血管化心脏组织。重要的是，这些共旋转心脏组织在灌注下成熟，同步打击，并在体外表现出心脏有效的药物反应。这次进步开辟了新的途径，用于针对药物测试，疾病建模和治疗用途的器官特异性组织的可扩展生物制造。
通过同轴牺牲写作将仿生的血管网络嵌入功能组织
用仿生血管网络打印人体组织和器官越来越感兴趣。虽然可以将灌注通道嵌入到细胞和密集的细胞矩阵中，但它们目前不具有天然血管中发现的仿生结构。在这里，开发了在功能组织中的同轴牺牲写作（共旋），这是一种嵌入的生物印刷方法，能够在颗粒水凝胶和密度细胞内部的细胞水凝胶中产生分层分支，多层血管网络。同轴打印头的设计具有扩展的核 - 壳配置，以促进嵌入式生物打印过程中印刷的分支容器之间的稳健核心 - 壳和壳壳互连。使用优化的核壳墨水组合，由光滑肌肉细胞壳组成的生物模拟血管同轴印刷成由颗粒状基质组成的：1）透明的alginate Micropoparticles，2）牺牲性微粒胶原蛋白的spe虫，或者来自人类spertiacts spertiacs cardiac cardiac cardiac cardiac sperters sperters carderip衍生。仿生血管。重要的是，发现在灌注下成熟，同步打败并在体外表现出心脏效力的药物反应。这次进步开辟了新的途径，用于针对药物测试，疾病建模和治疗用途的血管化器官特异性组织的可扩展生物制造。
同轴喷嘴磨损对直接能量沉积构建部件集流效率的影响
使用金属粉末原料的基于激光的直接能量沉积 (DED) 系统被认为是一种有前途的制造方法，因为它们能够缩短生产周期并制造复杂的零件几何形状。通过在同轴注入材料并使其凝固的同时用高功率激光束产生熔池来构建组件。大规模使用 DED 的障碍在于粉末收集效率差，在这种情况下，一部分注入的粉末会逸出熔池，导致打印材料质量与供应原料质量之比下降。已经观察到混合制造机床内 DED 系统上同轴喷嘴的磨损状态会随着时间的推移降低收集效率。本研究通过将流动可视化技术应用于现场过程监控格式、实施计算流体动力学 (CFD) 模拟和沉积测试来调查这种影响。识别和分类由于磨损而导致的喷嘴几何缺陷，并通过多种计算方法证明喷嘴尖端磨损（导致轴向尖端减少）对粉末收集效率的影响。发现集料效率与粉末流直径之间存在线性相关性，导致喷嘴尖端逐渐减小至 -1 毫米时效率损失 15-20%。这些结果为进一步研究粉末进料 DED 系统的磨损效应和零缺陷制造解决方案奠定了基础。
同轴钛丝基激光金属沉积中激光散焦对焊珠几何形状的影响
摘要：同轴丝材激光金属沉积是一种多功能、高效的增材工艺，可在复杂结构的制造中实现高沉积速率。本文研究了三光束同轴丝材系统，特别关注了沉积高度和激光散焦对所得珠子几何形状的影响。随着沉积间隔距离的变化，工件照明比例也会发生变化，该比例描述了直接进入原料丝材和基材的能量比。在不同的散焦水平和沉积速率下沉积单个钛珠，并测量和分析珠子的纵横比。在实验设置中，发现散焦水平和沉积速率对所得珠子的纵横比有显著影响。随着离光束会聚平面的散焦水平增加，光斑尺寸增加，沉积轨道更宽更平。工艺参数可用于将沉积材料调整到所需的纵横比。在同轴丝材沉积中，散焦为丝材和基材之间的热量分布提供了一种调节机制，对所得沉积物有重要影响。
基于反步滑模的共轴旋翼飞行器轨迹跟踪控制算法及试验
摘要：针对共轴旋翼飞行器自主飞行过程中模型参数的不确定性、外界扰动及传感器噪声对飞行的影响，研究位置姿态反馈控制系统的鲁棒反步滑模控制算法，以解决未知外界干扰情况下飞行器的轨迹跟踪问题。本文针对未知飞行，建立了基于受扰共轴旋翼飞行器的非线性动力学模型。然后，设计了非线性鲁棒反步滑模控制器，分为共轴旋翼飞行器的姿态控制器和位置控制器两个子控制器。在控制器中引入虚拟控制，构造Lyapunov函数，保证各子系统的稳定性。通过数值仿真验证了所提控制器的有效性。最后通过飞行试验验证了反步滑模控制算法的有效性。
采用同轴送丝的激光金属沉积技术，实现固体金属部件的自动化和可靠制造
achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、 dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、 Cavelino.zapata@iwb.tum.de, dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、 Cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、 bthomas.merk@tum.de, Cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de achristian.bernauer@iwb.tum.de、bthomas.merk@tum.de、cavelino.zapata@iwb.tum.de、dmichael.zaeh@iwb.tum.de
同轴线激光增材制造工艺参数和头部方向对焊珠几何形状的影响
摘要。在金属材料的定向能量沉积 (DED) 工艺中，线激光增材制造 (WLAM) 的特点是使用激光束熔化金属线并产生焊珠。重叠焊珠的连续沉积产生体积以获得零件。因此，控制焊珠的几何形状对于增材制造工艺至关重要。一些研究工作已经研究了这些几何形状以及主要制造参数对其尺寸的影响，但很少有研究进料方向或线角度的影响。此外，所有关于线角度的研究都是在横向进料和恒定激光方向下进行的。本文重点研究了同轴线进料的沉积头方向对焊珠几何形状的影响，其中有 3 束激光。以相对于水平基板的不同方向进行实验，并使用光学仪器测量外部轮廓，以提取平均轮廓和特征尺寸。结果表明，头部绕其轴线旋转和横向倾斜会影响焊珠的高度、宽度和不对称性。
通过同轴热成像对定向能量沉积的融化池监测和过程优化
在基于激光的金属粉末的定向能量沉积中，使用优化参数可以使用无缺陷的材料，而与这些优化的参数不同，通常会导致高孔隙率，高稀释度，高稀释度或不同的轨道几何形状。构建复杂的地理网格时的主要挑战之一是沉积的几何和热条件正在不断变化，这需要在生产过程中调整过程参数。为了促进此过程，可以使用诸如热摄像机之类的传感器从过程中提取数据并调整参数以保持过程稳定，尽管外部干扰。在这项研究中，研究了从同轴热摄像机中提取的不同信号并进行了比较以优化过程。为了研究这种可能性，以恒定激光功率沉积了五个重叠的轨道，以提取平均像素值以及熔体池面积，长度，宽度和方向。每个轨道沉积的行为是根据激光功率建模的，这些模型用于计算和测试基于不同信号的激光功率降低策略。结果表明，熔体池面积是用于有效过程控制的最相关的信号，导致稳定过程，仅轨道到轨道的信号变化的±1.6％。