隨著MEMS技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,微泵技術(shù)的研究已逐漸成為MEMS研究的一個(gè)熱點(diǎn)。基于超聲行波驅(qū)動(dòng)的小型蠕動(dòng)泵在原理上不同于當(dāng)前的各種微泵技術(shù),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲振動(dòng)在輸送管道壁上激起行波,該行波使輸送管道壁質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生與管道壁垂直的橢圓運(yùn)動(dòng)。同步驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓電振子,利用產(chǎn)生的上下兩列相位相反的行波在兩彈性體間形成一系列的腔,腔的體積隨行波變化而變化,從而驅(qū)動(dòng)流體在波的傳播方向上流動(dòng)�；诔曅胁�(qū)動(dòng)的小型蠕動(dòng)泵無需閥,沒有可動(dòng)部件,所需驅(qū)動(dòng)電壓低,可在微流體散熱、生化分析和藥物釋放等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。首先概述了微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和微流體系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)目前微泵的種類和原理作了介紹。介紹了壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)及其材料特性和頻率特性,簡(jiǎn)述了行波的合成,通過對(duì)聲輻射壓力及聲流產(chǎn)生機(jī)理的研究,得出超聲行波驅(qū)動(dòng)機(jī)理與模型參數(shù)的關(guān)系。在前述理論基礎(chǔ)的前提下,進(jìn)一步闡述了基于超聲行波驅(qū)動(dòng)的小型蠕動(dòng)泵的工作原理。其次介紹了有限元的基本思想和ANSYS的分析流程。介紹了ANSYS動(dòng)力有限元理論和聲場(chǎng)耦合分析理論。主要包括結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和聲場(chǎng)中... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
CONTENTS
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 微泵的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究目的和意義
    1.4 課題來源
    1.5 本文的主要工作
第二章 超聲行波驅(qū)動(dòng)小型蠕動(dòng)泵的原理研究
    2.1 引言
    2.2 壓電振子
        2.2.1 壓電陶瓷的特性參數(shù)
        2.2.2 壓電陶瓷的振動(dòng)模態(tài)
    2.3 行波的合成
    2.4 超聲行波驅(qū)動(dòng)原理
        2.4.1 微流體的流動(dòng)特點(diǎn)
        2.4.2 超聲行波驅(qū)動(dòng)原理
    2.5 基于超聲行波的蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)原理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 小型蠕動(dòng)泵的有限元分析理論
    3.1 引言
    3.2 ANSYS有限元分析概述
        3.2.1 有限元分析的基本思想
        3.2.2 ANSYS有限元分析基本流程
    3.3 ANSYS耦合場(chǎng)分析理論
    3.4 ANSYS動(dòng)力有限元分析理論
        3.4.1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)分析
        3.4.2 諧響應(yīng)分析
        3.4.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
    3.5 聲場(chǎng)耦合分析
        3.5.1 聲場(chǎng)流體的基本理論
        3.5.2 聲場(chǎng)中的流體-結(jié)構(gòu)耦合
    3.6 本章小結(jié)
第四章 超聲行波蠕動(dòng)泵模型的有限元分析
    4.1 引言
    4.2 基于超聲驅(qū)動(dòng)的蠕動(dòng)泵模型
        4.2.1 壓電振子的有限元模型
        4.2.2 蠕動(dòng)泵的有限元模型
    4.3 超聲蠕動(dòng)泵的動(dòng)力學(xué)分析
        4.3.1 超聲蠕動(dòng)泵的模態(tài)分析
        4.3.2 超聲蠕動(dòng)泵的諧響應(yīng)分析
        4.3.3 超聲蠕動(dòng)泵的瞬態(tài)分析
        4.3.4 超聲蠕動(dòng)泵的聲場(chǎng)耦合分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 超聲行波蠕動(dòng)泵的流固耦合分析
    5.1 引言
    5.2 流固耦合的理論分析
    5.3 流固耦合模型的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
        5.3.1 MFX的求解原理和過程
        5.3.2 蠕動(dòng)泵耦合模型的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
        5.3.3 蠕動(dòng)泵的流固耦合結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3669852