国家自然科学基金(51175213)
- 作品数：12 被引量：36H指数：4
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- 相关机构：吉林大学吉林化工学院吉林农业大学更多>>
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- 相关领域：机械工程农业科学电子电信金属学及工艺更多>>
- 磁力弹簧式压电共振型气泵的设计被引量：3
- 2012年
- 利用压电振子的振动激励相连接的隔膜共振原理,提出了用磁力弹簧式压电共振型气泵来提高压电泵对气体的驱动能力。首先,分析磁力弹簧式共振泵的工作原理,建立了共振泵的动力学模型,计算得出了影响隔膜振幅的主要因素。接着,设计和制作了样机,使用阻抗分析仪和激光位移计分别测得系统的共振频率及压电振子的位移放大倍数。最后,设计了测量共振泵流量和输出压力的实验装置,得出了磁力弹簧轴向间距对输出流量和输出压力的影响。实验测试表明:当输入正弦电压为200V,系统共振频率为134Hz,磁力弹簧的轴向间距为9mm时,压电振子的位移放大倍数约为4.3,其最佳输出流量为524ml/min,最佳输出压力为9.2kPa。结果显示,提出的磁力弹簧式压电共振型气泵提高了气体的输送能力。
- 谢海峰吴越接勐杨志刚王兴元
- 关键词：气泵压电振子
- 单腔体气体压电泵设计被引量：1
- 2013年
- 为制造输出性能良好的气体压电泵,设计了一种新型的伞形橡胶阀.分析了伞形橡胶阀的过流特性,并应用Ansys软件,对阀的工作性能进行仿真分析,确定了伞形橡胶阀的前10阶固有频率和阀工作失效时作用在阀两侧的临界压力值.仿真结果表明:在泵工作频率低于阀一阶固有频率时,且当作用在阀两侧的临界压力值大于0.8 kPa时,阀因为开启高度过大而不能恢复到关闭状态导致泵工作失效.并对泵用压电振子在泵送气体时进行了发热性能测试以及应用伞形橡胶阀所设计的单腔气体压电泵进行输送气体和液体试验,试验结果表明:在110 V正弦交流电压驱动下,驱动电压频率小于400 Hz时,振子的热平衡温度小于70℃;输送气体时,在最佳工作频率为380 Hz时,最大输出流量和压力分别为1 889 mL/min和5.1 kPa;输送液体时,在最佳工作频率为240 Hz时,最大输出流量和压力分别为300 mL/min和25.0 kPa.
- 孙晓锋杨志刚贺业荣邵泽波
- 关键词：压电泵单腔气泵发热试验
- 泵送大粘度液体的双腔并联压电泵设计与试验研究被引量：5
- 2014年
- 为使双腔并联压电泵能够输送较大粘度的液体，设计了一种以5～7μm厚度铍青铜材料加工而成的薄片型轮式平板阀。在理论上分析了阀的过流特性，确定了影响通过阀体流量的因素，即阀自身的几何尺寸、作用在阀两侧的压力差及液体粘度对其影响，并以试验的方法确定了当阀片半径为3．25mm、阀孔半径为2．75mm时，双腔并联压电泵输出流量最好。分别以不同浓度的甘油水溶液作为试验液体，测试了在不同液体粘度、不同工作频率下双腔并联压电泵的输出流量。试验发现，随着液体粘度的增加，阀开启时的阻力增大，开启量变小，阀和压电振子之间振动相位差不断加大，截止性能变差，压电泵净输出量减少。在液体粘度μ＝1．311mPa·s时，压电泵的最大输出流量可达1300mL/min，而当液体粘度μ＝234．6mPa·s时，压电泵的最大输出流量仅为30 mL/min左右。试验结果为获得双腔并联压电泵输送不同粘度液体的能力提供了可靠的数据。
- 孙晓锋姜德龙吕兆升王大力
- 关键词：压电泵双腔并联粘度
- 一种新型共振式气体压电泵被引量：1
- 2012年
- 针对膜片式压电泵气体驱动能力不足,被输送气体流动受阻时压电振子易发热受损,以及叠堆式共振压电泵造价高昂等问题,提出了一种以圆环状压电双晶片为动力源,通过位移放大机构驱动的新型共振式气体压电泵.对新型共振式气体压电泵的工作原理及其位移放大原理进行了分析,建立了该泵的振动力学模型.分析结果表明,该泵位移放大效果与压电双晶片提供的驱动位移有关,系统放大倍数与弹簧片和压电振子的刚度、系统的黏性阻尼因子及激励频率有关.设计并制作了新型共振式气体压电泵的试验样机,使用阻抗分析及激光测量方法测试了其位移放大效果,并验证了气体输出性能.试验表明,在70 V的正弦交流电压驱动下,该泵通过共振方式可将输出端位移放大至压电振子位移的4.2倍以上,气体输出流量可达1 685 mL/min.在气体流动受阻的情况下,该泵连续工作2 000 h无明显温升.
- 吴越杨志刚刘勇王龙谢海峰
- 关键词：压电泵压电双晶片力学模型
- 压电双晶片和单晶片驱动下泵的输出性能研究被引量：4
- 2015年
- 为从理论上获得压电泵在薄片型压电双晶片和单晶片（统称压电振子）驱动时的输出一流量关系，需要获得二者振动时产生的容积变化量。假设压电振子在周边固定约束条件下，应用弹性薄板的小挠度弯曲变形理论，推导了压电双晶片和单晶片振动时的容积变化方程，并根据方程对铜基板直径为35mm，压电陶瓷直径为29mm，基板和压电陶瓷厚度同时为0．2mm和0．3mm2种规格的压电单晶片和双晶片进行了振动容积计算。计算结果显示，相同基板和陶瓷厚度的双晶片振动产生的容积变化量是单晶片的2．3倍。将上诉压电振子应用到单腔压电泵上进行输送气体流量测试，获得的实际输出流量比在1．5～2倍之间，理论计算结果与试验测试结果比较接近。理论推导结果为比较双晶片和单晶片驱动下压电泵的输出能力提供了可靠依据。
- 孙晓锋姜德龙吕兆升王大力
- 关键词：压电双晶片容积振动
- 三腔串联压电泵的结构设计与试验测试被引量：2
- 2014年
- 为研究增加腔体数目对压电泵输出性能产生影响,结合多腔体串联压电泵的工作特点,采用带有被动截止阀的工作方式,设计了一种结构新颖的三腔串联压电泵.理论分析了在压电振子不同工作方式下三腔串联压电泵的工作特点,获得最佳工作方式,并通过样机的试验测试进行验证.以水为工作介质,对三腔串联压电泵输出能力进行了试验测试,将输出结果同双腔串联压电泵进行比较.结果表明:三腔串联压电泵流量输出同两腔串联压电泵比较有所降低,前者约为后者的0.7倍,但压力输出有所提高,前者为后者的1.5倍;增加腔体数目会进一步提高串联压电泵的输出压力,但却减少了输出流量;所设计的三腔串联压电泵,在110 V正弦交流电驱动下,最大输出流量可达860 mL/min,最大输出压力可达80 kPa.
- 孙晓锋姜德龙杨志刚
- 关键词：压电泵三腔性能比较
- 压电泵用截止阀设计与性能测试被引量：4
- 2013年
- 为设计出适用于压电泵的被动截止阀,对压电泵用阀的设计要求和阀的工作条件进行了理论分析与阐述,并应用上述理论分别设计了悬臂梁阀、轮式平板阀和伞形橡胶阀等三种不同的结构压电泵用阀。理论分析了三种阀的静态过流特性,确定了各种结构尺寸因素对阀工作性能的影响。建立了测试被动截止阀性能的试验方法,并对所设计的三种阀的最小开启压力和静态过流能力进行了试验测试。试验结果表明,所设计的三种阀在0.2 kPa工作压力时都已开启工作,在静态过流能力上橡胶伞形橡胶阀与轮式平板阀比较接近,悬臂梁阀最差。将三种阀安装在结构相同的压电泵中,测试了安装三种阀泵的输出能力,结果显示,安装伞形橡胶阀压电泵的输出流量最大,轮式平板阀次之,悬臂梁阀最差。
- 孙晓锋姜德龙杨志刚
- 关键词：压电泵
- 离心铸造机液压控制系统的设计与实现
- 2015年
- 根据离心铸造机液压控制的需要,运用自整定PID控制方法与计算机控制技术,设计了一种离心铸造机液压控制系统。阐述了系统的硬件组成与自整定PID控制方法,重点介绍了系统的软件设计与实现方法。通过离心铸造机液压控制系统的应用,实现了浇铸过程中液压系统更好的控制,提高了工艺过程的稳定性。
- 王集思
- 关键词：离心铸造机PID控制系统
- 压电泵设计中阀的匹配方法被引量：4
- 2013年
- 为了在振子能力一定的情况下提高压电泵的效率及输出性能,提出了一种非对称刚度进出口阀的优化方法。使用FLUNT软件对阀开启高度对流速场的作用进行了仿真,并对压电泵吸、排过程的不对称现象进行了讨论。结合单向阀的受力及位移分析,得出了进出口阀位移及回复时间的相对关系,进一步得到了回复时间与泄漏量的关系。引入了泄漏比系数讨论吸排过程泄露的不对称性对压电泵效率及性能的影响规律,提出了采用不同刚度进出口阀的优化方法,从理论上得出了出口阀刚度大于入口阀刚度的最优匹配形式。实验结果表明,在出口阀刚度大于入口阀刚度的条件下,以直径27mm压电振子驱动的单腔泵,在峰峰值为600V的方波激励下可达到635ml/min的输出流量,是以往相同刚度阀优化结果的1.6倍,证明了该方法的有效性。
- 吴越杨志刚刘勇陈龙
- 关键词：压电泵刚度仿真
- 共振型气体泵用压电振子的疲劳寿命被引量：6
- 2013年
- 考虑压电振子的疲劳寿命与压电泵的使用寿命有关,本文对其疲劳寿命进行了分析研究。首先,对锆钛酸铅(PZT)陶瓷(文中使用PZT-5)在力电耦合场作用下发生疲劳破坏时的极限应力与循环次数之间的对应关系进行了数值测定,借助变异系数对所选子样个数的合理性进行了判别和修正。然后,经数据处理,得到置信度为95%、存活率为99.9%时PZT的安全寿命,p-S-N双对数曲线及其对应的线性回归方程,为压电振子的疲劳寿命计算提供了必要的数据基础。最后,利用ansys和miner疲劳损伤累积假说对某共振型气体压电泵用压电振子的疲劳寿命进行计算,结果显示其为4461h,此时的安全系数为1.25。得到的结果完善了共振型气体压电泵的技术参数,该疲劳曲线和计算方法也可应用到其它泵用PZT-5压电振子的疲劳寿命计算。
- 刘焱接勐谢海峰杨志刚
- 关键词：压电振子锆钛酸铅陶瓷
