针对碳纤维/环氧复合材料具有的各向异性的特点,分别采用弹性力学的解析法和有限元法对集成化储能系统中的碳纤维复合转子进行了强度分析,给出了碳纤维复合转子强度计算的解析公式,对有限元法在该问题中的应用进行了详细说明.文中最后对比了二者在应用中的差异,并提出了采用密度小、弹性模量低的材料做轴或在轴与飞轮之间添加弹性层,可以提高飞轮转速,最大限度地利用碳纤维增强复合材料的优良性能这一优化设计思想.

本文介绍了一种非接触式的、高精度的微扭矩动态测试仪，并对其中的两项关键技术－非接触微力制动及微力自动加载进行了论述，同时给出了仪器的准确分析及实际测量结果。

压电驱动微位移工作台的动态特性分析对其设计及实际应用都有很大的指导作用。本文在线性化的前提下，通过对这种微位移工作台各个组成部分的相应简化，分析了在频咯低于共振频率时微位移工作台的动态特性，得出了其传递函数。另外，本文还对影响工作台设计的两个重要边界条件－初始预紧力和工作台所能达到的最大频响进行了比较详细的推导，给出了其所应满足的量化指标。

为了简化生化分析过程,提高测量精度,提出了统一积分时间数据测量法。根据光电二极管阵列（PDA）驱动程序和光电转换原理,推导出光强与积分时间档的关系式;然后,在实验的基础上按照PDA性能参数确定线性工作区间,再将各个积分时间暗电流数据记录下来,在数据采集过程中将相应的积分时间档下的暗电流数据扣除,以保证暗电流给分析仪器造成的误差最小。实验结果表明,采用该方法使工作效率提高了1-3倍,检测精度提高了25%。在以光纤光谱仪为主体的微型生化分析仪样品检测中的应用表明,采用该方法简化了实验步骤,在测试样品浓度发生很大变化时,也可以使仪器有较高的测试精度。

为了实现微量液体的快速均匀混合,设计了一种PDMS双层结构的新型微混合器。研究了混合器的制作方法以及几何尺寸和Re数对混合的影响。依据Fick第一定律介绍了主辅通道型微混合器的设计原理;采用有限元方法对不同几何尺寸及Re数下混合器中液体的速度流场及浓度场进行了数值模拟;数值分析显示,随着主辅通道出口宽度比的减小,通道长度的增加和雷诺数的减小,混合器的混合率增加。最后,依据仿真结果制作了主辅通道深度比为0.71,出口宽度比为1,通道长度为9mm的微混合器并进行了去离子水和红墨水的混合实验。实验结果表明：当Re〈5时,设计的混合器能实现液体的快速混合,并且混合率随着Re的减小而增大,基本满足低Re数下微量液体快速均匀混合的要求。

微流体控制系统是微机电集成系统(MEMS)一个主要分支,微泵作为微流体控制系统的重要组成部分,根据其有无阀片可分为有阀型微泵和无阀型微泵.无阀型微泵由于其结构相对简单、制造工艺要求不高,因而有着独特的发展优势.主要介绍了基于MEMS的扩张管/收缩管型无阀泵几年来在结构设计、制作工艺等方面的研究成果、现状和发展前景.

扩张管和收缩管的流量和效率是无阀泵工作性能的决定因素,运用有限元分析软件Ansys/Flotran,对扩张管和收缩管的结构对流量和效率的影响进行了数值分析,计算结果表明,入口修圆的扩张管和收缩管的流动特性优于常规结构的扩张管和收缩管,随着最小宽度的增加,流量逐渐增大,但效率存在一个最大值点.较小的压差下大一些的扩张角有利于流量和效率的提高,随着压差的增大,就要选择小一些的扩张角,以避免扩张管中发生边界分离现象.较大的深度有利于提高流量和效率,而长度对流量、效率的影响不大.