基于GMM高頻微小泵的結(jié)構(gòu)及其機(jī)理研究.pdf

1、超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Material，GMM)是一種新型的稀土功能材料，具有磁致伸縮應(yīng)變大、響應(yīng)速度快、能量密度高、輸出力大等顯著的特點(diǎn)，以其優(yōu)異的性能和良好的應(yīng)用前景而得到了世界各國研究者的廣泛關(guān)注，其相應(yīng)的理論及應(yīng)用研究正日益廣泛，相關(guān)的各種應(yīng)用器件正被世界各地的研究者開發(fā)出來。 本文對(duì)超磁致伸縮材料(GMM)的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，并設(shè)計(jì)一種直動(dòng)型超磁致伸縮材料電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器

2、(GiantMagnetostrictive.Actuator，GMA)與微小泵一體的結(jié)構(gòu)。對(duì)GMA電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)理論分析且在此基礎(chǔ)上建立了其動(dòng)態(tài)仿真模型，仿真結(jié)果表明較一般電-機(jī)轉(zhuǎn)換器具有響應(yīng)速度快、輸出力大等顯著特點(diǎn)。GMA階躍響應(yīng)上升時(shí)間在0.5ms左右，頻寬在1800Hz左右，單位電流輸出力可達(dá)572N。 基于GMA的諸多優(yōu)點(diǎn)，以提高傳統(tǒng)泵的頻寬、響應(yīng)速度等動(dòng)態(tài)特性為指導(dǎo)思想，本文利用GMA取代傳統(tǒng)泵中的簡單

3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提出了一種新型的高頻微小泵的實(shí)現(xiàn)方案和具體結(jié)構(gòu)，并給出了其具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)。同時(shí)建立了GMM高頻微小泵的數(shù)學(xué)模型與仿真模型。通過一組原始數(shù)據(jù)分別對(duì)GMA電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器與高頻微小泵進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)及仿真研究，仿真結(jié)果說明了利用超磁致伸縮材料研制的高頻微小泵，具有高頻響、高精度、的特性，從理論上證明了GMM高頻微小泵的性能優(yōu)勢；利用計(jì)算流體力學(xué)的方法，建立了微小泵的吸油和排油過程的數(shù)學(xué)模型，采用流場仿真獲得了泵腔的流速、壓力等