单晶片振子压电泵的疲劳分析与实验研究

被引量 : 0次 | 上传用户:wheatmm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压电泵是利用压电效应使振子产生弯曲变形,再由变形引起密闭泵腔的容积变化来实现流体传输的一种微型泵,具有结构简单,能耗低,体积小,精度高,无电磁干扰,易集成,易控制等诸多优点,现已广泛应用在生物医学、航空电子设备、机器人视觉、微机电工程、石化设备等各种领域。压电泵的核心部件为压电振子,压电振子通常是在循环的交变电场下连续工作,长时间工作以后,压电振子会出现裂纹萌生和扩展、疲劳断裂甚至是退极化等各种问题,严重时甚至会导致整个压电泵的疲劳失效,这会严重限制压电泵在微机电领域各个方面的广泛应用。同时,随着压电泵产品的实用化,系列化,市场化的不断发展,也急需我们明确压电泵产品的失效形式和疲劳寿命等。本文通过振子疲劳仿真分析、振子疲劳试验和压电泵加速疲劳寿命试验,分析了振子的失效模式并确定出压电泵的疲劳寿命,从而为压电泵的广泛应用打下基础。主要研究内容如下:分析了压电陶瓷的极化处理和制造工艺对其疲劳寿命的影响;分析了压电陶瓷的失效模式,主要包括机械疲劳和电疲劳。机械疲劳主要导致陶瓷的断裂破坏,而电疲劳容易引起陶瓷发生退极化或介电击穿。利用Miner线性疲劳积累损伤理论,通过ANSYS有限元软件对压电振子进行疲劳仿真分析,得到单晶片压电振子的疲劳耗用系数,确定了振子振动时长六个月内的疲劳稳定性。同时研究了不同结构参数对压电振子疲劳寿命的影响,进而对振子进行参数优选。对压电振子实施了疲劳试验,得出了电载荷、振子性能和可循环次数之间的关系,并从可靠性角度,判定其疲劳失效定级试验结果为合格。同时对比了自粘振子与进口振子的疲劳特性。通过继续给振子施加高电压循环疲劳实验,得出部分振子完全破坏的循环振动次数,根据描点法和曲线拟合,绘制出压电振子的疲劳特性曲线。对压电泵实施定数截尾恒加疲劳寿命试验,得到了PSD35型压电泵产品的特征寿命、加速系数、瞬时失效率、平均失效率、平均寿命以及可靠寿命。并求得可靠度为0.95时,PSD35型压电泵在额定电压130V(峰峰值367Vpp)下的可靠寿命为5102小时。同时分析了压电泵疲劳破坏的失效类型。其失效类型主要包括:1.压电振子损坏;2.被动截止阀片的塑性变形;3.密封圈的性能失效;4.流道堵塞。并提出相应的改进措施,主要包括振子的优良选取,工作电压的合理选择,阀片加工工艺的改进,密封圈安装的精确定位以及流体的过滤和净化处理等。
其他文献
在外语学习的过程中,学习者不可避免地要犯各种错误.而在写作过程中,模糊限制语的使用失误就是其中之一。对比分析即是对外语学习者所犯的错误进行分析和研究。它深化了人们对
随着公路里程数和汽车保有量的飞速增长,我国的道路交通事业取得了长足的发展。道路交通的发展在加快我国经济发展速度的同时,对人类造成最大的负面影响就是交通事故的产生,交通
LNG作为船用燃料具有高热值、低排放特性,是解决排放问题的最实施可行方案之一。全面限排法规临近实施,越来越多船东青睐于在新造船阶段增加LNG-ready设计,具备将来可直接改
研究目的:通过动态和静态平衡机能测试和足底压力分布分析,探索一年的太极拳练习对平衡能力的影响及其影响机制,为科学地进行太极拳练习提供理论依据。研究对象和方法:28名练习
固体氧化物燃料电池(SOFC)被认为是最有发展前景的绿色能源,它可以把化学能直接转换成电能,并且具有能量转换效率高、燃料使用面广和低污染排放等优点。然而,传统的SOFC系统通常需
针对医院财务绩效评价问题,利用消错理论提出一种新的评价方法.在消错理论的基础上引申出医院财务绩效评价系统中错误、错误函数和极限损失的概念.按照时间维度从过去、现在
目的探讨健康教育在慢性乙型肝炎护理工作中的实施效果。方法选取2014年9月至2015年9月我院收治的慢性乙型肝炎患者106例,并按照随机平均的原则,将其分为实验组与对照组。对
伴随着中国共产党第十八次全国人民代表大会的顺利召开,政府也在推动有中国特色的社会主义体育事业中提出了新的发展目标,以充分认识体育在全面建成小康社会进程中的价值和作用
从复杂系统建模与分析、热力系统分析与诊断、火电机组运行优化和节能优化控制等4个方面总结了目前火电机组节能优化的研究现状。指出当前火电机组节能优化的研究重点主要集
邪教是否属于宗教?反邪教与宗教信仰是否冲突?如果两者不冲突又如何实现两者的"两全"?这些是我国反邪教法的理论瓶颈,也是我国在反邪教国际斗争中的软肋。刘正峰、周新国两位