基于諧振驅(qū)動(dòng)的壓電微噴裝置的研究.pdf

1、近些年，我國(guó)在載人航天工程、探月工程等一系列航天重大項(xiàng)目中頻傳捷報(bào)，標(biāo)志著我國(guó)的航天科研實(shí)力已逐步邁向國(guó)際前沿。然而航天工程卻是一項(xiàng)高投入和高成本的研究項(xiàng)目，而且在軌運(yùn)行航天器又極易受到空間極端條件的影響而發(fā)生故障。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，因潤(rùn)滑失效而引起的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部件的摩擦磨損是造成航天器故障的重要因素之一。目前，針對(duì)空間潤(rùn)滑失效問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都曾有所研究，但是該問(wèn)題的解決方案卻并不成熟，仍有一些技術(shù)瓶頸如補(bǔ)油、儲(chǔ)油、密封等難題尚未得到妥善解決

2、。而且空間潤(rùn)滑技術(shù)屬于國(guó)家核心技術(shù)，各國(guó)對(duì)此都一直處于一種高度封鎖保密的狀態(tài)。因此，為了適應(yīng)未來(lái)空間探索的需求，我國(guó)必須要自主研究并掌握空間潤(rùn)滑技術(shù)。本文以航天器控制力矩陀螺（CMG）軸承潤(rùn)滑問(wèn)題為應(yīng)用背景，提出了一種壓電驅(qū)動(dòng)的微量噴油潤(rùn)滑裝置，該裝置具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、嵌入方便、絕緣性和密封性好等優(yōu)點(diǎn)。工作時(shí)，對(duì)壓電陶瓷脈沖激勵(lì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量噴射潤(rùn)滑油。通過(guò)補(bǔ)充潤(rùn)滑的方式，有望解決潤(rùn)滑失效這一技術(shù)難題。

3、　　本文首先介紹了壓電微噴裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立了致動(dòng)部件壓電振子的有限元分析模型，并進(jìn)行了考慮流體附加質(zhì)量的影響時(shí)壓電振子的模態(tài)分析。為優(yōu)化壓電振子的致動(dòng)性能，分析了流體附加質(zhì)量、壓電陶瓷片的厚度、金屬振動(dòng)膜的厚度、液體密度及液體層厚度對(duì)壓電振子諧振頻率和質(zhì)點(diǎn)最大振幅的影響，并研究了脈沖電壓波形對(duì)壓電振子振動(dòng)位移和振動(dòng)速度的作用規(guī)律。針對(duì)微噴裝置所涉及的流固耦合問(wèn)題，借助MFX-ANSYS/CFX仿真平臺(tái)，研究了單脈沖激勵(lì)下，