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《收縮管擴張管型無閥壓電泵的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學碩士學位論文收縮管/擴張管型無閥壓電泵的研究姓名：袁又春申請學位級別：碩士專業(yè)：機械設計及理論指導教師：黃衛(wèi)清20061201南京航空航天大學碩士學位論文摘要壓電泵是將壓電體激發(fā)的振動直接作用于流體，使其產(chǎn)生動壓或流量輸出的一種新型流體泵。壓電泵結(jié)構(gòu)簡單，具有傳統(tǒng)泵所不具備的優(yōu)點，在航空航天器、機器人、汽車、醫(yī)療器械、生物基因工程、微型機械等領域里得到了成功的應用。普通的壓電泵是通過單向閥來調(diào)節(jié)液體的流動方向，實現(xiàn)對液體的連續(xù)定向輸送，其工作頻率較低，流量輸出波動很大，而且還會經(jīng)常出現(xiàn)運
2、動部件的早期磨損和疲勞破壞等問題。而無閥壓電泵是利用收縮管/擴張管作為動態(tài)單向閥來調(diào)節(jié)流體輸出方向的新型壓電泵，這種形式的壓電泵不公可以克服普通壓電泵的一些常見缺陷，還可以將泵的驅(qū)動源部分、傳動部分及泵體三者制成一體，大大簡化了壓電泵的結(jié)構(gòu)，提高了工作可靠性。此外，無閥壓電泵還具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低和易于小型化、微型化等優(yōu)點。本文在對無閥壓電泵的基本特性研究的基礎上，提出了一種新結(jié)構(gòu)的收縮管/擴張管型平板無閥壓電泵，加工制作樣機并進行試驗研究。對泵腔中流體流動的全過程進行了數(shù)值模擬和仿真分析。1、在研
3、究總結(jié)大量前人工作的基礎上，設計一種新結(jié)構(gòu)的收縮管/擴張管型無閥壓電泵，并運用流體力學的相關(guān)知識分析該壓電泵的工作原理，推導出壓電泵的理論流量計算公式；2、建立擴張/收縮流道結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型，通過ANSYS/FLOTRANCFD模塊對收縮/擴張流道進行有限元分析，得出流道內(nèi)流體的速度和壓力分布情況的影響曲線；3、應用FLUENT軟件建立無閥壓電泵流場模型，計算得出泵腔內(nèi)壓力云圖和速度矢量圖，從而較為全面的認識了無閥壓電泵系統(tǒng)的流動特性；4、加工制作了樣機，并對樣機進行了相關(guān)的試驗性研究。關(guān)鍵詞：壓電泵，無
4、閥泵，擴張管，收縮管，有限元i收縮管/擴張管型無閥壓電泵的研究AbstractThePiezoelectricpumpisanovelfluidpump,whichutilizesthevirationgeneratedbythepiezoelectricactuatortomakeliquidflowinaone-wayorproducegydraulicpressure.Piezoelectricpumphassimpleconstruction,itgetswidelyapplicationsin
5、thefieldofaeronauticsandastronautics,robot,car,medicalapparatus,creaturegeneticengineeringandmicro-machine,etc.Aconventionalpiezoelectricpumpconsistsoftwopassivecheckvalvesconnectedtoanoscillatingdiaphragm,whichcreatesaone-wayfluidflow.Thiskindofpumphasa
6、ratherlowworkingfrequencybecauseoftheinertiaofthepump’sactionelements.Itsflowrateisalsofluctuatingwithvariationofthechambervolume.Furthermore,movablepartsofthecheckvalvesmaysufferfromproblemssuchaswearandfatigue.Thismayresultinreducedlifetimeandreliabili
7、ty.Thereisalsotheriskthatthevalveactionmaycausedamagetosomesensitivefluids.Later,wehadanewprincipleusingthedifferentflowpropertiesofadiffuserandanozzle.Theflow-directingdiffuser/nozzleelementshavenomovableparts.Thepump’slifetimeandreliabilityishigherthan
8、theconventionalonebecausethattheactuator,drivemechanismandpumpbodymaybefabricatedintegrally,andmoreover,ithasotheradvantagessuchasstructuresimple,fabricationcostslowandminiaturizationeasy.Basedontheresearchofprimarycharact
