单腔体双振子压电泵的理论与实验研究

发布时间：2023-11-12 16:25

　　自二十世纪七十年代末第一个压电泵模型被提出以来,压电泵以其独特的工作方式和特殊的性能日益受到各国学者的广泛重视。同传统泵相比,压电泵具有结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无电磁干扰,其输出性能易于控制等优点。 本文在总结前人工作的基础上,提出了从压电泵的驱动部分入手,设计并制作了一种结构新颖的被动阀压电泵—单腔体双振子压电泵。并利用压电学和流体力学等理论对压电泵的相关参数进行了分析,同时对样机进行了实验测试。 具体研究内容如下: 1.利用压电理论对复合圆片形压电振子的振动进行了理论分析。根据薄板的振动理论,分析了电压驱动下压电陶瓷和金属板构成的两层复合圆形薄板的振动模式,给出了压电振子的几何方程、压电振子本构方程,并用Rayleigh-Ritz法给出了便于工程计算的近似解法。 2.对压电振子变形量进行实验测试,选择适合压电泵工作的驱动激励电源信号,并分析了有无负载对压电振子中心最大变形量的影响规律。 3.通过大量的实验测试,探讨分析驱动电源电压、工作频率和输出压力等因素对单腔体双振子压电泵输出特性的影响规律。 4.对比了单腔体双振子压电泵与单腔体单振子压电泵的输出性能;试制不同腔体高度...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 压电泵的发展现状
        1.2.1 压电泵的分类
        1.2.2 压电泵的国内外发展现状
    1.3 压电泵的技术展望与应用前景
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 压电振子振动的理论分析
    2.1 压电效应及压电陶瓷
        2.1.1 压电效应及基本原理
        2.1.2 压电陶瓷
    2.2 压电陶瓷材料的主要参数
    2.3 压电振子的振动模态
    2.4 复合式压电振子振动的理论分析
        2.4.1 基本假设与定义
        2.4.2 复合压电振子的几何方程
        2.4.3 复合压电振子本构方程
        2.4.4 边界条件
        2.4.5 Rayleigh-Ritz 法求解振动问题
    2.5 本章小结
第三章 圆形复合压电振子的实验测试研究
    3.1 压电振子测试的实验方案
    3.2 驱动电压波形对变形量的影响
    3.3 压电振子变形量的测试
        3.3.1 空载时压电振子的中心变形量
        3.3.2 负载时压电振子的中心变形量
    3.4 本章小结
第四章单腔体双振子压电泵的结构设计与理论分析
    4.1 单腔体双振子压电泵中微型阀的选择
        4.1.1 微型阀的原理及其分类
        4.1.2 被动截止阀的分析与选择
        4.1.3 压电泵阀片滞后现象分析
    4.2 单腔体双振子压电泵的基本结构和工作原理
        4.2.1 单腔体单振子压电泵的基本结构与工作原理
        4.2.2 单腔体双振子压电泵的组成与基本结构
    4.3 影响单腔体双振子压电泵性能因素的理论分析
        4.3.1 压电薄膜驱动器
        4.3.2 腔体内流体压力分布规律及阀孔位置选择
    4.4 本章小结
第五章 单腔体双振子压电泵的实验研究
    5.1 单腔体双振子压电泵的实验方案
        5.1.1 实验样机
        5.1.2 实验测试方案的示意图
        5.1.3 实验设备
    5.2 单腔体双振子压电泵性能的实验
        5.2.1 两个振子共同振动时单腔体双振子压电泵的出流特性实验
        5.2.2 单腔体双振子压电泵两种工作情况的对比分析
    5.3 影响单腔体双振子压电泵性能的几个因素
        5.3.1 泵腔高度对压电泵输出流量的影响
        5.3.2 阀片数量对压电泵输出性能的影响
        5.3.3 压电振子激励方式对压电泵输出流量的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
摘要
ABSTRACT
致谢



本文编号：3863518