【摘 要】
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提出利用悬臂梁阀片与圆形压电晶片构造薄片式压电驱动流体泵(以下简称悬臂阀压电泵),并从理论和试验两方面进行了系统研究.首先利用薄板振动理论和压电学知识,分析了固定边
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提出利用悬臂梁阀片与圆形压电晶片构造薄片式压电驱动流体泵(以下简称悬臂阀压电泵),并从理论和试验两方面进行了系统研究.首先利用薄板振动理论和压电学知识,分析了固定边界条件下两叠片圆形压电振子结构参数(即金属基板与压电振子的厚度比、压电晶片与金属基板的直径比)对其性能参数(包括有效机电转化系数、谐振频率、腔体容积变化量以及发射功率等)的影响规律,确定了适用于压电泵用压电振子的结构参数.根据流-固耦合振动理论,推导出悬臂梁阀片所受流体的作用力及其在液体中振动的附加质量和附加阻尼,分析了阀片尺寸对其谐振频率及开启压力的影响.从理论上解释了悬臂梁阀片在水中谐振频率降低的原因,给出了满足系统共振要求悬臂梁阀片的设计方法.建立了悬臂梁阀压电泵的动力学模型,分析了腔体容积、阀孔(结构、尺寸及方位)对悬臂梁阀压电泵性能的影响,给出了气液两用悬臂梁阀压电泵最佳腔体高度的计算方法和工作电压的选取原则.制作了多种规格的悬臂梁阀压电泵,以水或空气为介质进行了试验研究,试验结果与理论分析相结合.在满足系统共振条件下,悬臂梁阀压电泵可以在高频状态下工作,且有两个以上最佳工作频率点.提出了悬臂梁阀压电泵的多腔体结构形式.
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