基于合成噴原理的壓電反推噴流泵的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-17 02:50
壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)是受到廣泛重視的一個(gè)新的研究領(lǐng)域;壓電泵是壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的重要分支,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、耗能低、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。本文將壓電泵技術(shù)與合成噴原理相融合,研制出一種新型的微型噴水推進(jìn)泵-基于合成噴原理的壓電反推噴流泵(簡(jiǎn)稱壓電反推泵)。在分析壓電驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)之上,利用有限元仿真和試驗(yàn)測(cè)試的手段,研究了壓電振子動(dòng)、靜態(tài)特性,得出圓形壓電振子徑向截面的擬合曲線方程,由此推導(dǎo)出壓電泵泵腔容積變化量理論公式,為壓電反推泵的進(jìn)一步理論分析提供依據(jù)。利用脈動(dòng)噴水的推進(jìn)機(jī)理,深入分析了渦環(huán)的發(fā)生和形成機(jī)理,提出并設(shè)計(jì)了基于合成噴原理利用圓形壓電振子的作為驅(qū)動(dòng)元件的壓電反推泵。結(jié)合牛頓力學(xué)和流體力學(xué)的基本原理,從理論上推導(dǎo)了壓電反推泵的推進(jìn)力,推進(jìn)速度計(jì)算公式;研究了壓電反推泵的性能(推進(jìn)力和推進(jìn)速度)與壓電振子的驅(qū)動(dòng)頻率、中心點(diǎn)振幅、及孔徑之間的關(guān)系。建立了壓電反推泵的動(dòng)力學(xué)模型,通過對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的分析,研究了泵體內(nèi)部流體對(duì)壓電振子振動(dòng)的影響。壓電反推泵內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)研究。從理論上分析了壓電反推泵內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài),研究了泵腔內(nèi)部流體的流動(dòng)規(guī)律,為設(shè)計(jì)出阻尼較低和性能較高的壓電反...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝌蚪機(jī)器人
23.6 mm/s。圖1-2所示是以色列海發(fā)機(jī)械研究所研究的新的管道機(jī)器人[6]。它采用由壓電陶瓷材料制成的柔性尾巴拍打產(chǎn)生行波推進(jìn),可在人體內(nèi)或低雷諾數(shù)液體內(nèi)游動(dòng)。其驅(qū)動(dòng)部件采用壓電分層分段懸臂梁,各段梁驅(qū)動(dòng)電壓的頻率相同,但相位及幅值不同。尾巴長(zhǎng)10mm時(shí)其推進(jìn)速度可達(dá)5cm/s,推進(jìn)力可達(dá)0.04mN。它集智能控制模塊,能源供給及圖像設(shè)備、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)與一體。該機(jī)器人可在體內(nèi)自由移動(dòng),有望被用于新一代無(wú)纜內(nèi)窺鏡,體內(nèi)特定部位治療和藥物輸送等醫(yī)療用途中。1.2.2波狀擺動(dòng)推進(jìn)器波狀擺動(dòng)推進(jìn),即水生動(dòng)物(例如魚)的身體作橫向扭曲,往復(fù)擺動(dòng),以橫波的方式由前向后傳播(也有逆向傳播之例)的運(yùn)動(dòng),這是各類水生動(dòng)物最廣泛采用的一種推進(jìn)方式水生動(dòng)物在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出來的優(yōu)異特點(diǎn)[7]。波狀擺動(dòng)推進(jìn)器又稱仿生機(jī)器魚。仿生機(jī)器魚是通過機(jī)械、電子機(jī)構(gòu)或功能材料模仿魚類在水中利用身體、尾鰭或胸鰭的擺動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)波
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文長(zhǎng)短分別稱為長(zhǎng)鰭。魚鰭與水流或平行的尺寸分與弦長(zhǎng)。尾鰭與的錐形狹窄區(qū)域尾柄的存在有助持流線形態(tài),可力。 在月牙尾推進(jìn)模式魚類的穩(wěn)態(tài)游動(dòng)中,尾鰭的形狀的產(chǎn)生起著非常重要的作用,胸鰭等主要起輔助推進(jìn)以游圖1-3魚類身體特點(diǎn)背鰭胸鰭腹鰭 臀鰭 弦尾柄 尾鰭
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺談基于ANSYS軟件的接觸分析問題[J]. 錢俊梅,江曉紅,仲小冬,范軍. 煤礦機(jī)械. 2006(07)
[2]考慮流固耦合的壓電微小泵的有限元運(yùn)動(dòng)分析[J]. 臧慶,王琪民,厲玉康. 中國(guó)機(jī)械工程. 2006(06)
[3]超磁致伸縮薄膜尾鰭機(jī)器魚的仿生游動(dòng)機(jī)理[J]. 張永順,李海亮,劉巍,賈振元. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2006(02)
[4]壓電驅(qū)動(dòng)無(wú)閥微泵泵腔流場(chǎng)分析[J]. 王立文,高殿榮,楊林杰. 機(jī)床與液壓. 2005(12)
[5]新型仿魚推進(jìn)器的設(shè)計(jì)[J]. 聶勇軍,廖啟征. 廣州航海高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2005(01)
[6]合成射流技術(shù)及其在流動(dòng)控制中應(yīng)用的進(jìn)展[J]. 羅振兵,夏智勛. 力學(xué)進(jìn)展. 2005(02)
[7]流體附加阻尼及其對(duì)微型泵輸出性能的影響[J]. 闞君武,彭太江,董景石,楊志剛,吳博達(dá). 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[8]泳動(dòng)微機(jī)器人的仿生學(xué)研究[J]. 鐘映春,李芳,林珍容. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[9]壓電陶瓷片耦合振動(dòng)模態(tài)的ANSYS模擬分析[J]. 姜德義,鄭拯宇,李林,任松. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]基于MATLAB的微型無(wú)閥泵系統(tǒng)仿真分析[J]. 胡志翔,鄒俊,謝海波,傅新. 機(jī)床與液壓. 2003(03)
本文編號(hào):3500062
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝌蚪機(jī)器人
23.6 mm/s。圖1-2所示是以色列海發(fā)機(jī)械研究所研究的新的管道機(jī)器人[6]。它采用由壓電陶瓷材料制成的柔性尾巴拍打產(chǎn)生行波推進(jìn),可在人體內(nèi)或低雷諾數(shù)液體內(nèi)游動(dòng)。其驅(qū)動(dòng)部件采用壓電分層分段懸臂梁,各段梁驅(qū)動(dòng)電壓的頻率相同,但相位及幅值不同。尾巴長(zhǎng)10mm時(shí)其推進(jìn)速度可達(dá)5cm/s,推進(jìn)力可達(dá)0.04mN。它集智能控制模塊,能源供給及圖像設(shè)備、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)與一體。該機(jī)器人可在體內(nèi)自由移動(dòng),有望被用于新一代無(wú)纜內(nèi)窺鏡,體內(nèi)特定部位治療和藥物輸送等醫(yī)療用途中。1.2.2波狀擺動(dòng)推進(jìn)器波狀擺動(dòng)推進(jìn),即水生動(dòng)物(例如魚)的身體作橫向扭曲,往復(fù)擺動(dòng),以橫波的方式由前向后傳播(也有逆向傳播之例)的運(yùn)動(dòng),這是各類水生動(dòng)物最廣泛采用的一種推進(jìn)方式水生動(dòng)物在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出來的優(yōu)異特點(diǎn)[7]。波狀擺動(dòng)推進(jìn)器又稱仿生機(jī)器魚。仿生機(jī)器魚是通過機(jī)械、電子機(jī)構(gòu)或功能材料模仿魚類在水中利用身體、尾鰭或胸鰭的擺動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)波
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文長(zhǎng)短分別稱為長(zhǎng)鰭。魚鰭與水流或平行的尺寸分與弦長(zhǎng)。尾鰭與的錐形狹窄區(qū)域尾柄的存在有助持流線形態(tài),可力。 在月牙尾推進(jìn)模式魚類的穩(wěn)態(tài)游動(dòng)中,尾鰭的形狀的產(chǎn)生起著非常重要的作用,胸鰭等主要起輔助推進(jìn)以游圖1-3魚類身體特點(diǎn)背鰭胸鰭腹鰭 臀鰭 弦尾柄 尾鰭
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺談基于ANSYS軟件的接觸分析問題[J]. 錢俊梅,江曉紅,仲小冬,范軍. 煤礦機(jī)械. 2006(07)
[2]考慮流固耦合的壓電微小泵的有限元運(yùn)動(dòng)分析[J]. 臧慶,王琪民,厲玉康. 中國(guó)機(jī)械工程. 2006(06)
[3]超磁致伸縮薄膜尾鰭機(jī)器魚的仿生游動(dòng)機(jī)理[J]. 張永順,李海亮,劉巍,賈振元. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2006(02)
[4]壓電驅(qū)動(dòng)無(wú)閥微泵泵腔流場(chǎng)分析[J]. 王立文,高殿榮,楊林杰. 機(jī)床與液壓. 2005(12)
[5]新型仿魚推進(jìn)器的設(shè)計(jì)[J]. 聶勇軍,廖啟征. 廣州航海高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2005(01)
[6]合成射流技術(shù)及其在流動(dòng)控制中應(yīng)用的進(jìn)展[J]. 羅振兵,夏智勛. 力學(xué)進(jìn)展. 2005(02)
[7]流體附加阻尼及其對(duì)微型泵輸出性能的影響[J]. 闞君武,彭太江,董景石,楊志剛,吳博達(dá). 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[8]泳動(dòng)微機(jī)器人的仿生學(xué)研究[J]. 鐘映春,李芳,林珍容. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[9]壓電陶瓷片耦合振動(dòng)模態(tài)的ANSYS模擬分析[J]. 姜德義,鄭拯宇,李林,任松. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]基于MATLAB的微型無(wú)閥泵系統(tǒng)仿真分析[J]. 胡志翔,鄒俊,謝海波,傅新. 機(jī)床與液壓. 2003(03)
本文編號(hào):3500062
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