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压电悬臂梁负载阻抗匹配分析及其在隔膜泵驱动中的应用
1
作者
张柯
安超
+2 位作者
高玉志
刘永斌
琚斌
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第3期353-360,共8页
利用悬臂梁结构的不同位置作为对外激励源时,为了使负载获得更多的能量,使悬臂梁的能量输出达到最优,同时隔膜泵的流量输出达到最大,实现隔膜刚度最佳匹配的目的,提出了一种压电驱动悬臂梁结构的负载阻抗匹配概念,研究了隔膜泵的性能与...
利用悬臂梁结构的不同位置作为对外激励源时,为了使负载获得更多的能量,使悬臂梁的能量输出达到最优,同时隔膜泵的流量输出达到最大,实现隔膜刚度最佳匹配的目的,提出了一种压电驱动悬臂梁结构的负载阻抗匹配概念,研究了隔膜泵的性能与悬臂梁结构对外输出刚度之间的关系。首先,选取悬臂梁结构的根部、中部和端部3个特征位置,利用有限元仿真软件,对悬臂梁-弹簧-质量块模型的能量输出进行了阻抗匹配分析;其次,选取隔膜容积泵作为驱动负载,根据其结构及工作原理,建立了压电悬臂梁驱动隔膜容积泵的简化动力学模型,分析了隔膜泵的性能与悬臂梁驱动结构参数之间的关系;最后,搭建了压电悬臂梁驱动隔膜泵的刚度匹配实验平台,对不同圆盘直径下,悬臂梁不同特征位置处的隔膜泵输出流量进行了测试。研究结果表明:在悬臂梁根部、中部以及端部位置处,隔膜泵输出流量最大时的活塞圆盘直径分别为20 mm、18 mm以及16 mm,随着悬臂梁不同位置对外输出刚度的减小,隔膜匹配的最佳刚度应随之减小;若悬臂梁结构与负载参数一定时,对应的最佳负载匹配刚度逐渐增大。
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关键词
隔膜
容积泵
悬臂梁能量输出
隔膜
泵流量输出
隔膜刚度最佳匹配
特征位置
悬臂梁-弹簧-质量块模型
驱动负载
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职称材料
题名
压电悬臂梁负载阻抗匹配分析及其在隔膜泵驱动中的应用
1
作者
张柯
安超
高玉志
刘永斌
琚斌
机构
安徽大学电气工程与自动化学院
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第3期353-360,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(52175529)。
文摘
利用悬臂梁结构的不同位置作为对外激励源时,为了使负载获得更多的能量,使悬臂梁的能量输出达到最优,同时隔膜泵的流量输出达到最大,实现隔膜刚度最佳匹配的目的,提出了一种压电驱动悬臂梁结构的负载阻抗匹配概念,研究了隔膜泵的性能与悬臂梁结构对外输出刚度之间的关系。首先,选取悬臂梁结构的根部、中部和端部3个特征位置,利用有限元仿真软件,对悬臂梁-弹簧-质量块模型的能量输出进行了阻抗匹配分析;其次,选取隔膜容积泵作为驱动负载,根据其结构及工作原理,建立了压电悬臂梁驱动隔膜容积泵的简化动力学模型,分析了隔膜泵的性能与悬臂梁驱动结构参数之间的关系;最后,搭建了压电悬臂梁驱动隔膜泵的刚度匹配实验平台,对不同圆盘直径下,悬臂梁不同特征位置处的隔膜泵输出流量进行了测试。研究结果表明:在悬臂梁根部、中部以及端部位置处,隔膜泵输出流量最大时的活塞圆盘直径分别为20 mm、18 mm以及16 mm,随着悬臂梁不同位置对外输出刚度的减小,隔膜匹配的最佳刚度应随之减小;若悬臂梁结构与负载参数一定时,对应的最佳负载匹配刚度逐渐增大。
关键词
隔膜
容积泵
悬臂梁能量输出
隔膜
泵流量输出
隔膜刚度最佳匹配
特征位置
悬臂梁-弹簧-质量块模型
驱动负载
Keywords
diaphragm positive displacement pump
energy output of cantilever beam
flow output of diaphragm pump
optimum matching of diaphragm stiffness
feature positions
cantilever spring mass model
drive load
分类号
TH323 [机械工程—机械制造及自动化]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
压电悬臂梁负载阻抗匹配分析及其在隔膜泵驱动中的应用
张柯
安超
高玉志
刘永斌
琚斌
《机电工程》
CAS
北大核心
2023
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