本文關鍵詞：基于微位移放大機構(gòu)的壓電疊堆泵的試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 壓電疊堆泵是一種以壓電疊堆作為驅(qū)動元件的微型泵,它是隨著MEMS的發(fā)展而發(fā)展起來的。本文提出利用壓電疊堆與柔性鉸鏈放大機構(gòu)配合來驅(qū)動微型泵的振動薄膜,以達到泵送流體的目的。 本文利用壓電元件單位體積輸出力大、變形精度高以及易實現(xiàn)控制的特點,在設計加工微位移放大機構(gòu)的基礎上,設計了一種新穎的壓電疊堆泵。為此,本文主要進行了以下幾項工作: 1、利用解析法和有限元法對柔性鉸鏈微位移放大機構(gòu)進行了靜力學與動力學分析,計算出放大機構(gòu)的放大倍數(shù)、共振頻率以及振型,分析了影響輸出特性的因素,驗證了有限元分析方法的準確性。 2、比較了幾種常見的被動截止閥的優(yōu)缺點,采用了被動截止閥中的傘形橡膠閥,并分析了傘形橡膠閥的工作原理及其滯后現(xiàn)象。提出了壓電疊堆泵的結(jié)構(gòu),闡述了其工作原理及工作過程。 3、利用微位移精密測控系統(tǒng)對微位移放大機構(gòu)的位移輸出特性進行測量,并對其動態(tài)特性進行了測試,得出了性能參數(shù)。 4、試制了壓電疊堆泵的樣機,對該泵進行了輸出流量、壓力的試驗測試,試驗結(jié)果表明該泵具有良好的輸出特性。對影響壓電疊堆泵工作性能的因素進行了試驗分析,并對其輸出精度進行了試驗研究。
【關鍵詞】：壓電疊堆 柔性鉸鏈 放大機構(gòu) 有限元 壓電疊堆泵
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH703
【目錄】：

• 提要5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 壓電泵的發(fā)展現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 壓電泵的特點9
• 1.2.2 壓電泵的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3 壓電泵的應用與發(fā)展15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-18
• 第2章 壓電材料的基礎理論18-29
• 2.1 壓電材料的基本特性18-22
• 2.1.1 壓電效應與逆壓電效應18-19
• 2.1.2 壓電陶瓷的性能參數(shù)19-21
• 2.1.3 壓電方程21-22
• 2.2 壓電疊堆22-28
• 2.2.1 壓電疊堆的組成及其特點23-25
• 2.2.2 壓電疊堆的基本特性25-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第3章 微位移放大機構(gòu)的設計與分析29-48
• 3.1 柔性鉸鏈29-33
• 3.1.1 柔性鉸鏈概述29-30
• 3.1.2 柔性鉸鏈的類型30-31
• 3.1.3 柔性鉸鏈機構(gòu)的特點31-32
• 3.1.4 基于柔性鉸鏈的放大機構(gòu)32-33
• 3.2 微位移放大機構(gòu)解析法建模33-41
• 3.2.1 微位移放大機構(gòu)的三角形放大原理論述33-35
• 3.2.2 微位移放大機構(gòu)的設計35-40
• 3.2.3 微位移放大機構(gòu)模型建立40-41
• 3.3 微位移放大機構(gòu)有限元分析41-46
• 3.3.1 有限元模型及變形結(jié)果41-42
• 3.3.2 靜力學分析42-45
• 3.3.3 微位移放大機構(gòu)的最大應力分析45
• 3.3.4 動力學分析45-46
• 3.4 微位移放大機構(gòu)加工過程中的注意事項46-47
• 3.5 小結(jié)47-48
• 第4章 壓電疊堆泵的結(jié)構(gòu)設計與流體狀態(tài)分析48-57
• 4.1 壓電疊堆泵的結(jié)構(gòu)設計和工作原理48-49
• 4.2 壓電疊堆泵中閥的選擇49-53
• 4.2.1 被動截止閥的分析與選擇50-53
• 4.2.2 壓電泵閥片滯后現(xiàn)象分析53
• 4.3 泵腔內(nèi)流體壓力分布規(guī)律及閥孔位置選擇53-56
• 4.3.1 徑向出流時泵腔內(nèi)流體壓力分布54-55
• 4.3.2 軸向出流時泵腔內(nèi)流體壓力分布55-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 第5章 壓電疊堆泵的試驗研究57-71
• 5.1 微位移放大機構(gòu)的試驗研究57-61
• 5.1.1 微位移放大機構(gòu)的制作57-58
• 5.1.2 試驗測試方法及測試結(jié)果58-61
• 5.2 壓電疊堆泵的試驗方案61-63
• 5.2.1 試驗樣機61-62
• 5.2.2 試驗設備62
• 5.2.3 試驗測試方案及目的62-63
• 5.3 壓電疊堆泵整體試驗測試63-70
• 5.3.1 壓電疊堆泵的壓力、流量－電壓特性63
• 5.3.2 壓電疊堆泵的流量、壓力－頻率特性63-65
• 5.3.3 輸出端背壓對流量影響的關系曲線65
• 5.3.4 三種不同的輸入信號對壓電疊堆泵工作性能的影響65-66
• 5.3.5 不同直徑振動薄膜對壓電疊堆泵工作性能的影響66-67
• 5.3.6 壓電疊堆泵腔體高度對其輸出流量的影響67-68
• 5.3.7 振動薄膜厚度對壓電疊堆泵工作性能的影響68-69
• 5.3.8 精度實驗69-70
• 5.4 小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文77-78
• 摘要78-81
• ABSTRACT81-84
• 致謝84

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳越;壓電泵動力學分析與優(yōu)化設計[D];吉林大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 梁建波;基于微小閥圓形壓電晶片驅(qū)動器的作用機理與試驗研究[D];吉林大學;2011年

2 李磊;微動摩擦磨損的試驗機研制及試驗研究[D];南京航空航天大學;2010年

3 韓同鵬;非圓車削系統(tǒng)中刀具的精密定位技術研究[D];寧波大學;2010年

4 任軍;全柔性機構(gòu)及其在仿蚯蚓移動機器人中的應用研究[D];北方工業(yè)大學;2009年

5 張國慶;面向長耳

本文編號：271999