压电晶片驱动式主动阀压电泵的研究

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在众多不同驱动原理的微型泵中,压电泵是人们基于压电驱动原理开发的一种新结构微型泵,它是压电驱动器的一个重要分支。压电泵是一种新型流体驱动器,它不需要附加驱动电机,而是利用压电材料的逆压电效应使压电振子产生变形,再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出。本文主要研究压电晶片驱动式主动阀压电泵,属于压电驱动式容积泵的一种。通过主动控制单向阀的开启和关闭,可以减少单向阀的滞后现象,提高压电泵的工作频率,研制出具有更高输出能力的压电泵。因此,压电晶片驱动式主动阀压电泵具有很大的研究价值和研究空间。本文具体研究内容如下:1.压电振子是压电晶片驱动式主动阀压电泵的主要部件,因此有必要分析压电振子的基本特性。运用薄板振动理论及压电学相关知识,推导出压电振子变形量公式,并对压电振子变形量进行了实验测试。利用解析法和有限元方法对压电振子进行了振动和模态分析,并通过实验测试了其振动特性。2.研制具有快速反应能力的压电晶片驱动式主动阀。其中包括压电晶片驱动式主动阀开启(关闭)的驱动力元件设计和选择;压电晶片驱动式主动阀结构的设计.3.建立了圆形压电晶片式主动阀的结构数学模型,并利用ANSYS软件分析了阀口厚度w和阀口间隙hv对阀腔内流场分布和压强损耗的影响,为优化圆形压电晶片式主动阀的结构提供了依据。4.对圆形压电晶片式主动阀压电泵进行了工作性能分析。通过实验研究了压电泵的工作效率,驱动电压、阀口厚度、阀口间隙等因素对压电泵输出流量的影响规律。
提要第5-8页
第1章 绪论第8-17页
    1.1 前言第8-9页
    1.2 压电泵的国内外研究现状第9-15页
    1.3 压电泵的应用与发展第15-16页
    1.4 本文的研究意义及主要工作第16-17页
第2章 泵用压电元件的基础理论第17-27页
    2.1 压电效应与压电材料第17-19页
    2.2 压电陶瓷的性能参数第19-23页
    2.3 压电方程第23-24页
    2.4 压电振子第24-26页
    2.5 本章小结第26-27页
第3章 矩形压电晶片式主动阀的研究第27-43页
    3.1 前言第27-30页
    3.2 矩形压电晶片式主动阀的设计第30-31页
    3.3 矩形压电振子特性分析第31-36页
    3.4 矩形压电振子的有限元分析第36-42页
    3.5 本章小结第42-43页
第4章 圆形压电晶片式主动阀的研究第43-60页
    4.1 圆形压电振子的振动理论分析第43-45页
    4.2 圆形压电振子有限元分析第45-47页
    4.3 圆形压电振子的实验研究第47-51页
    4.4 圆形压电晶片式主动阀第51-58页
    4.5 本章小结第58-60页
第5章 压电晶片式主动阀压电泵的实验研究第60-69页
    5.1 压电晶片式主动阀压电泵的结构设计和工作原理第60-61页
    5.2 泵腔内流体压力分布规律第61-64页
    5.3 压电晶片式主动阀压电泵的实验研究第64-68页
    5.4 本章小结第68-69页
第6章 结论第69-71页
参考文献第71-76页
摘要第76-78页
ABSTRACT第78-79页
致谢第80页
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