基于双压电晶片的喷嘴挡板伺服阀

研究了一种基于双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀,给出了双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀的基本机构。对双压电晶片在不同频率、介质、基板尺寸及晶片厚度下的变形情况进行了深入的分析,并通过试验初步验证了双压电晶片喷嘴挡板式伺服阀的相关性能,给出了流量、压力特性曲线,对试验结果进行了分析,得出了相关的结论。     

压电双晶片型惯性冲击式直线精密驱动器研究

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式直线精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法(FEM)分析和实验研究,提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法。对压电双晶片型惯性冲击式直线精密驱动器进行了性能测试,测试表明该驱动器具有结构简单,行程大,驱动力强和分辨率高等特点,特别是其成本不足传统惯性冲击式驱动器的百分之一。     

雨量传感器用压电换能器设计仿真研究

为突破压电式雨量传感器在小雨滴粒径方面的检测精度,该文提出了一种新型的换能器设计结构。 在传统换能器结构四周增加压电双晶片的外围结构,通过 ANSYS瞬态分析法分别对中心弧形结构、外围压电双晶片、压电纤维复合材料及压电纤维复合材料双晶片等结构在不同冲击位置的电压进行仿真分析,同时对压电纤维复合材料双晶片因不同水膜厚度引起的阻抗特性进行仿真分析,最后验证了仿真结构的有效性。结果表明,该研究对于新型雨量传感器提高雨滴检测的灵敏度,实现新型雨量传感器关键技术突破起到了一定支撑作用。     

压电结构电气转换装置结构设计与实验研究

电气阀门转换器、定位器的技术革新与电气转换装置的革新紧密相关。该文突破了传统的喷嘴挡板原理的转换装置,利用压电双晶片为执行器,设计了一种基于开关原理的新结构电气转换装置。该转换装置只有通断两种状态,气源消耗可忽略不计。实验研究证明,以压电复合圆盘作为执行器的转换装置具有响应快、反应灵敏的特点,为我国自主研发新型压电结构电/气转换器、定位器打下了良好的基础。     

压电双晶片驱动的压电微泵的研究

介绍了一种基于MEMS技术的压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,利用双面湿法腐蚀形成被动阀,并利用压电双晶片作为驱动部件。对压电双晶片的理论变形量和压电微泵的泵腔变化量、泵腔压缩比进行了理论分析,并对其输出流量进行了测试。在100 V、20 Hz的方波驱动下,该压电微泵的最大输出流量为317μL/min。结果显示该压电微泵的制作工艺简单,具有良好的流体驱动性能。     

压电双晶片两种电气连接方式的实验研究

分析了压电双晶片的结构形式及作为驱动器的电气连接方式,并在并联双晶片的两种电气连接方式下用功率放大器和频谱分析仪分别对其静、动态特性进行了测量.实验结果表明,并联型压电双晶片作为驱动器在两种电气连接方式下的输出特性接近,且在同样的驱动电压下第一种电气连接方式的输出位移略高于第二种.从所用仪器角度考虑,第一种电气连接方式与第二种电气连接方式相比,不仅节省了整个驱动系统的成本,且为压电双晶片作为驱动器自适应控制的小型化提供了可能.这些研究为以后压电双晶片作为驱动器的电气连接方式提供了有益的参考.     

压电式空气补气阀技术研究及应用

介绍了一种基于压电双晶片的空气补气阀(ACV)。该压电阀安装于摩托车化油器怠速补气通道,通过现场传感器信号的采集,根据控制策略,利用压电阀的流量特性,实施脉冲宽度调制(PWM)驱动控制,达到国Ⅲ排放要求。该文通过对逆向压电效应、压电方程的理论分析,依据实际的双晶片尺寸,得出空气补气阀的实际位移和力矩,并通过实际的测试,发现在100V、15Hz的PWM控制波形驱动下,该压电补气阀呈现出了良好的稳定性和一致性,满足了电控化油器中对怠速智能补气的需求。     

水冷式双压电晶片自适应镜激光光学元件

提出水冷式双压电晶片自适应铜镜和钼镜以补偿输出功率高达１５ＫＷ激光系统的大规模光学象差，报道所研制的水冷式双压电晶片反射镜特性的研究结果，实验结果和计算机模拟结果进行了比较。提出和讨论了双压电晶片面前途的设计方案。     

圆环形压电振子疲劳仿真分析与实验研究

压电振子作为压电驱动机构的核心部件,其工作状态和疲劳强度直接决定系统的工作性能和使用寿命。该文利用ANSYS软件对圆环形压电振子进行疲劳仿真分析,得到振动模态云图和最大受力点。研究不同结构尺寸参数对压电振子疲劳寿命影响,并进行双晶片与单晶片压电振子相关数据对比。结果表明,金属材料65Mn的抗疲劳性能最好,减小振子直径或增加振子厚度能较好提高其疲劳寿命,而施加电压幅值过高会降低振子的使用寿命,双晶片压电振子的疲劳寿命比单晶片压电振子疲劳寿命长。对圆环形压电振子进行了疲劳寿命实验,研究表明,选取的此批振子完全能达到使用要求。     

压电执行器及其在液压阀中的应用

以压电执行器为核心的高速开关阀及伺服阀等压电式液压阀具有频响高,微动性能好,结构紧凑等优点,是新型阀控类型之一,受到国内外研究者的持续关注。首先,该文介绍了阀用压电执行器的分类和特点,根据工作原理分为直推式和步进式2类4种形式;其次,对先导型、直动型、喷嘴挡板型和开关型4种典型压电阀的研究进展进行了梳理,分析了各自的代表性结构、性能特点。结果表明,随着未来对液压阀精密化、智能化需求的提升,压电液压阀的应用前景更广。因此,除高性能介电材料开发外,如微位移放大、迟滞补偿控制等关键压电驱动与控制技术仍有待深入研究。     

智能材料驱动的高速开关阀

高速开关阀作为未来液压控制阀发展的一个方向和研究热点,越来越受到研究者的重视。该文介绍了国内、外智能材料驱动的高速开关阀的研究现状,包括智能材料电-机转换器的类型及其微位移放大装置,以及磁致伸缩、压电叠堆、形状记忆合金与磁流体等智能材料驱动的高速开关阀,分析了各类智能材料驱动的高速开关阀的优缺点,得到了各类智能材料在高速开关阀上的应用特性。     

基于压电元件的同步开关减振技术的实验研究

基于压电元件的被动控制技术正得到越来越多的重视。该文针对一种新型的被动减振技术———基于压电元件的同步开关减振技术,进行了理论分析和实验研究。详细阐明了同步开关减振技术的原理,并以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,对同步开关振动控制进行了实验研究,给出了被动减振的实验结果。     

压电双晶片致动元件的应用

本文回顾了压电双晶片致动元件各种应用的现状.这些应用包括高分辨率彩色喷墨打印机、气流发生器件、压电陶瓷继电器、压电旋转马达、光纤开关和CCD摄象器.并讨论了各种器件结构的基本性能.     

压电式PWM开关阀结构设计及特性试验研究

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统高速脉宽调制(PWM)开关阀调制频率较低,控制精度较差等缺点,研究了一种以具有快速响应的压电叠堆为电-机械转换器的两位三通压电式PWM高速开关阀,介绍了其工作原理并进行了总体结构设计,研制了其试验样机并进行基本的特性试验和分析.试验表明,该阀具有较好的开关特性,其开启时间约0.57 ms,关闭时间约0.3 ms,可达到较高的调制频率.     

压电阀中的微位移放大机构

压电陶瓷材料具有优良的力学性能和响应特性,将其作为智能执行器应用于液压阀中,是持续多年的研究热点。但压电驱动器输出仅为微米级,难以直接满足液压阀的使用要求,因此需要设计相应的微位移放大机构。首先,重点介绍了柔性铰链放大机构及其在压电阀中的典型应用,根据原理可分为杠杆、三角、桥式等放大形式;其次,归纳了基于液压放大和晶片放大机构的两类压电阀的代表性结构和性能特点;最后,分析对比了三类放大机构应用于压电阀中的优缺点。结果表明,铰链放大结构简单,再现性好;液压放大占用空间小,频带宽,倍数高;晶片放大频响高,只适用于伺服和先导控制。     

压电双晶片动态机电耦合特性分析

基于压电双晶片本构方程，采用机电耦合系数的一种新的“更为合理的定义方法，分析了动态情况下悬臂梁式双晶片执行器或换能器的机电耦合特性，仿真了分析了机电耦合特性与器件材料，几何尺寸以及信号频率之间的关系，结果表明，机电耦合系数随双晶片几何尺寸及信号频率起伏变化，起伏幅度随信号频率的增大而减小，随双晶片长度厚度比的增大而减小。     

硅基PZT压电驱动微开关的设计和优化

采用压电多层微悬臂梁理论分析模型，研究了一种新型PZT压电复合多层膜微悬臂梁驱动微开关的机械性能，提出了一种新的硅基PZT压电复合多层薄膜微悬臂梁驱动微开关的制作方法。利用有限元分析软件ANSYS7.O对微悬臂梁结构进行了模态分析，探讨了结构参数与微悬臂梁运动特性的关系及影响压电薄膜微开关性能的因素，进一步模拟了0．3V工作电压下微开关的位移。结果表明，经优化后的压电薄膜微开关可进一步应用到集成化芯片系统中。     

不同边界条件下d_(15)模式压电俘能器的俘能性能

该文考虑了全夹持和半夹持边界条件分别对d15模式压电悬臂梁俘能性能的影响。基于铁木辛柯梁理论建立了d15模式压电双晶片悬臂梁装置理论模型,并制作了半夹持结构悬臂梁的实验装置模型,测量了其在不同频率和不同负载电阻下的压电俘能性能。结果表明,设计的半夹持结构悬臂梁俘能器具有更优异的俘能性能和在低频环境下俘能的潜能。     

一种新型电液伺服阀

研制了一种新型的直动式电液伺服阀．伺服阀的驱动器由压电元件实现。该伺服阀采用电反馈原理．利用位移传感器将位置信号反馈给伺服放大器．与伺服阀的压电驱动器形成一个闭环位置系统．提高了伺服阀的动静态性能。该文对伺服阀样机的静态特性进行了测试，分析了特性曲线上所表征的性能指标及其影响因素；依据实验曲线获得静态特性参数，与北京机床研究所生产的QDY-D40型电磁驱动直动式电液伺服阀进行比较．指出了该阀的优点和不足，并提出改进方法。     

压电结构电/气转换装置的研制及其特性分析

根据压电双晶片执行器驱动特点，设计了基于压电结构的电／气转换装置。通过对其静特性的理论分析，推导出背压室气压随电压变化数学模型，得到气压变化理论特性曲线，并通过和试验结果的比较，表明理论分析和试验结果具有良好的一致性，为压电新结构电／气转换器和定位器的研制打下基础。