一種離心式高加速度加載機的研制.pdf

1、隨著航空航天技術的發(fā)展，高加速度環(huán)境對生物體的力學生物學影響越來越受到重視，研究表明高加速度對器官、組織、細胞和分子水平都有影響。而對于高加速度環(huán)境模擬，航天航空部門有高加速度加載的專用設備，例如垂直落塔和載人離心機等。但對于一般實驗室，高加速度環(huán)境對生物體的力學生物學影響的研究缺乏條件。實驗室內(nèi)，普通離心機功能主要是用于離心分離和樣品制備，可用于細胞加載的離心機甚少，特別是針對貼壁細胞加載的更少，現(xiàn)存的離心機已經(jīng)無法滿足目前的實驗要求

2、。本文根據(jù)目前普通離心機和細胞培養(yǎng)環(huán)境，針對貼壁細胞離心加載設計了一種體積小、噪音低、安全性能高的新型離心加載裝置。
　　本課題研制了用于貼壁細胞加載的離心式高加速度加載機，并且還設計了角度可調(diào)式轉子。首先，分析了國內(nèi)外高加速加載裝置的結構形式和工作原理，總結了它們在應用時的優(yōu)點和缺點，結合本課題實驗要求，確定設計指標，即離心加載機要實現(xiàn)0-40g的恒加速度加載和0-0.8g/s的變加速度加載，并制定了本離心加載機的設計方案。然后

3、，建立機身結構的三維模型，選擇旋轉電機等零部件。對于離心式高加速度加載機轉子，其特點是可以對培養(yǎng)板和培養(yǎng)瓶直接進行加載，先利用SolidWorks建立三維模型，再利用ANSYS有限元分析軟件對離心式高加速度加載機轉子進行有限元分析，在確定轉子結構滿足強度和安全性要求后，進行加工制造。在使用轉子時，對培養(yǎng)板和培養(yǎng)瓶進行裝夾前，培養(yǎng)板和培養(yǎng)瓶要裝滿培養(yǎng)液，防止加載時貼壁細胞與培養(yǎng)液之間存在氣泡，影響加載效果。而且，培養(yǎng)板要密封且用夾板夾緊，

4、培養(yǎng)瓶擰緊瓶蓋，以免造成培養(yǎng)液泄漏。然后，要對密封的培養(yǎng)板和培養(yǎng)瓶進行配平，保證轉子對稱兩側質量分布均勻。而角度可調(diào)式轉子根據(jù)角度不同可以進行恒加速度和梯度加載，并且可以用于動物離心加載，同樣，先利用SolidWorks建立三維模型，確定轉子在功能上的可行性，再利用ANSYS Workbench對角度可調(diào)式轉子不同角度進行有限元仿真分析，分析其在各角度的應力、應變情況，分析表明轉子結構滿足強度和安全性要求。
　　本課題將機械設計與