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利用结构的摆动振动驱动流体单向流动,和传统的利用结构的不对称性形成泵功能的无阀流体驱动原理相比,具有更易于微小型化、效率高、流动脉动小、无回流等优势,而仿尾鳍振子端部的柔性尾鳍结构是高效泵水的关键部件。首先,通过无流量的压差测量法测得了柔性尾长在2~18mm范围内压差峰值随频率的变化关系;其次,利用激光多普勒测振仪测得了摆动振子在水中的振动模态,与压差实验结果进行了对比分析,确定了压差峰值与振子振型的对应关系;最后,通过对振子的分解,讨论了柔性尾鳍与振子主体部分的耦合关系,解释了最佳工作振型在振子主体部分二阶弯振附近波动的现象。结果表明:摆动振子工作在近似无限水域中,前3阶弯振均可测得压差;柔性尾长为4mm和6mm时,压差达到最大值55mm;不同柔性尾长的摆动振子取得最大压差时的工作频率,在无柔性尾鳍振子的二阶弯振模态频率附近波动。 相似文献
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新型压电无阀微泵效率分析及试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
提出了一种用于无阀压电微泵的新型效率模型,根据传统扩张/收缩管型结构设计出侧面带有环形面积新型锯齿型带锥度和无锥度两种微流道.用CFD软件对传统扩张/收缩型微流道及新型锯齿型微流道进行了三维流动模拟,绘制出几种微流道特性曲线,并用新型效率模型计算了三种微流道在两种限制条件(最大流量零压力头和最大压力头零流量)下的稳态效率,并进行了分析比较,结果表明由于结构改变,锯齿型微流道最大流量和压力损失实现了预期的变化,并且带锥度锯齿型微流道微泵稳态效率均大于标准扩张/收缩型微流道及无锥度锯齿型微流道微泵.最后制作出含有标准扩张/收缩及带锥度锯齿型微流道结构微泵,并对其进行试验,结果证明由于环形面积和锥度存在,带锥度锯齿形微流道微泵性能明显优于传统扩张/收缩型微泵. 相似文献
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介绍往复式压电微泵20多年的发展概况。给出了往复式压电微泵的各种不同结构、主要性能参数、工作原理、材料和加工技术,为压电微泵的设计和加工提供参考,也提出目前存在的问题、研究的方向度应用前景。 相似文献
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基于MEMS的压电微泵建模与优化 总被引:1,自引:0,他引:1
以压电驱动的无阀微泵为研究对象,根据扩张管/收缩管的压力损失系数和连续方程,建立了无阀微泵的理论模型。利用有限元分析软件,建立了无阀微泵有限元模型,进行了耦合场仿真分析。模拟并分析了不同边界条件下驱动电压、电压频率、泵膜厚度、压电薄膜厚度和压电材料对无阀微泵输出特性的影响。仿真结果显示,无阀微泵具有很好的整流特性,并且驱动电压越大,输出特性越好。在局部固定边界条件下,当压电薄膜上施加电场强度为500 V/mm的驱动电压时,存在最优的压电薄膜厚度,使得微泵的输出流量最大。研究结果为无阀微泵的优化设计提供了依据。 相似文献
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微型压电泵系统的设计研究 总被引:5,自引:7,他引:5
提出了一种整机采用迭片式结构,单向阀采用悬臂梁式薄片阀的新结构微型压电泵,设计、制作了实验用样机泵,设计了正弦信号发生器电路,将产生的正弦信号经过电压放大和功率放大后,作为该泵的电源驱动,通过对该泵的工作性能进行较为系统的实验测试和研究,提出了利用多腔体串联结构提高压电泵性能的优化设计方案。实验测试表明,该泵工作性能稳定(样机尺寸:Φ15 mm×1.8 mm;50 V正弦信号输入,80 Hz条件下,最大输出压力22 kPa,流量达到3.6 ml/min)。该泵的设计方法及所用制作工艺可用于研发大量生产的实用微型泵。 相似文献
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气泡滞留会严重地损害微型压电泵的输出性能,因此减少气泡滞留将有效地提高压电泵系统的稳定性和可靠性。泵腔作为气泡滞留的主要区域,同时是决定输出性能的重要元素,所以改变腔高将对气泡滞留产生重要的影响。本文从气泡压力降和输出压力两个方面建立数学模型,以此分析腔高对气泡滞留的影响规律,最后通过气泡滞留实验进行验证。实验结果表明,腔高为0.15mm时,压电泵具有优良的输出性能和排气泡能力,在进入120个0.02mL气泡后,压电泵仍具有稳定的输出压力(8.1kPa)和输出流量(4.2mL/min);腔高为0.05mm和0.20mm时,压电泵在进入一个气泡后即丧失了工作能力,排气泡能力差,而腔高为0mm和0.10mm时,压电泵分别进入47和70个气泡后丧失了工作能力。实验表明选取合理的腔高可以有效地减少气泡的滞留。 相似文献
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无源压电振动发电机接口电路的改进 总被引:2,自引:0,他引:2
为了克服压电振动发电机接口电路中负载匹配及电路损耗问题,提出了一种改进的无源同步电荷提取电路.利用无源峰值检测开关电路及单端反激变换电路,使压电振动发动机中压电元件两端电压适时反向,从而输出与负载大小无关的恒定功率.使用Multisim进行电路仿真,仿真结果表明该无源同步电荷提取电路输出功率为1.83 mW,且不存在最... 相似文献
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Jin-Young Jeon 《Journal of Mechanical Science and Technology》2009,23(5):1446-1455
This paper presents a new acoustic radiation optimization method for a vibrating panel-like structure with a passive piezoelectric
shunt damping system in order to minimize well-radiating modes generated from the panel. The optimization method is based
on an idea of using the p-version finite element method(p-version FEM), the boundary element method(BEM), and the particle
swarm optimization algorithm(PSOA). Optimum embossment design for the vibrating panel using the PSOA is first investigated
in order to minimize noise radiation over a frequency range of interest. The optimum embossment design works as a kind of
stiffener so that well-radiating natural modes are shifted up with some degrees. The optimized panel, however, may still require
additional damping for attenuating the peak acoustic amplitudes. A passive shunt damping system is thus employed to additionally
damp the well-radiating modes from the optimized panel. To numerically evaluate the acoustic multiple-mode damping capability
by a shunt damping system, the integrated p-version FEM/BEM for the panel with the shunt damping system is modeled and developed
by MATLAB. Using the PSOA, the optimization technique for the optimal multiple-mode shunt damper is investigated in order
to achieve the optimum damping performance for the well-radiating modes simultaneously. Also, the acoustic damping performance
of the shunt damping circuit in the acoustic environment is demonstrated numerically and experimentally with respect to the
realistically sized panel. The simulated result shows a good agreement with that of the experimental result.
This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Yeon June Kang
Jin-Young Jeon received his Ph.D. degree in Mechanical and Aerospace Engineering from Tokyo Institute of Technology in 2005. Dr. Jeon is
currently a senior engineer at Digital Printing Division, Digital Media & Communications Business at Samsung Elec-tronics
Co., Ltd., Korea. His research interests are the areas of structural-acoustic optimization, sound quality, motion quality,
and vibration control. 相似文献
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本文介绍了压电陶瓷微位移控制电路的基本原理殛特点,并对直流放大式电路进行了详细的分析和实验研究,指出存在的缺点和不足,在此基础上提出了一种新型的压电陶瓷微位移控制电路。 相似文献
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提出了逆Bouc-Wen前馈控制与反馈控制相结合的复合控制算法,用于改善压电陶瓷驱动器对目标轨迹的跟踪性能。建立了压电陶瓷驱动器的Bouc-Wen迟滞动力学模型,并用粒子群算法(PSO)对该模型的参数进行识别。基于Bouc-Wen迟滞模型,提出了逆Bouc-Wen前馈补偿控制。最后,为消除迟滞模型的不确定性,引入比例积分(PI)反馈控制,并与前馈补偿控制构成复合控制算法。建立了基于dSPACE实时系统的压电陶瓷驱动实验平台,迟滞实验结果表明:压电陶瓷的迟滞误差量几乎为0,线性度高达96.5%;目标轨迹跟踪实验结果表明:复合控制算法的最大跟踪误差为0.180 5μm,均方根(RMS-Root mean square)跟踪误差为0.055 4μm,跟踪精度达到了10-8 m。相比于开环控制、前馈控制及PI反馈控制,提出的复合控制算法能够基本消除压电陶瓷的迟滞非线性,同时具有很好的轨迹跟踪性能。 相似文献