本文關(guān)鍵詞：小型壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：推進(jìn)器是把發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為船舶前進(jìn)動(dòng)力的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,作為船舶動(dòng)力轉(zhuǎn)化的核心部件其重要性不言而喻。噴水推進(jìn)器利用高速噴射的水流產(chǎn)生動(dòng)力推動(dòng)船體向前,其優(yōu)秀的抗空泡性能以及十分靈活的操作性,使得其在高速船舶中得到普遍的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的噴水推進(jìn)器機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積過于龐大、質(zhì)量大,推進(jìn)水泵的更換與維護(hù)較為復(fù)雜,限制了水下無人航行器的微型化。而且在航行過程中產(chǎn)生空氣輻射噪聲較大,不利于解決潛艇的降噪問題。因此研制出一種體積小、控制精度高、噪聲低的噴水推進(jìn)裝置是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要研究并設(shè)計(jì)了一種小型壓電噴水推進(jìn)器,將逆壓電效應(yīng)應(yīng)用到壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了噴水推進(jìn)系統(tǒng)的小型化。該壓電噴水推進(jìn)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小巧,無電磁干擾,無噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。在微小型無人水下探測(cè)器、微小型水下機(jī)器人、玩具船、潛艇等水下航行器中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：1.給出了壓電噴水推進(jìn)器的工作原理和基本機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提出了壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,并通過COMSOL軟件對(duì)壓電換能器在水中的聲壓分布進(jìn)行了仿真分析。仿真研究表明,壓電換能器的聲場(chǎng)可以在水中產(chǎn)生一定力的作用。2.根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,進(jìn)行了推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)電路的總體設(shè)計(jì),主要設(shè)計(jì)了DC-DC升壓電路,單片機(jī)控制電路以及振蕩電路,并通過實(shí)驗(yàn)制作了各部分電路。3.對(duì)壓電噴水推進(jìn)器系統(tǒng)中的電路進(jìn)行了性能測(cè)試,并對(duì)壓電噴水推進(jìn)器樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)的可行性。論文的研究結(jié)果對(duì)于壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)在水下動(dòng)力驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用具有一定意義。
【關(guān)鍵詞】：壓電噴水推進(jìn)器 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) COMSOL仿真 驅(qū)動(dòng)電路
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.34
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 選題背景及研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容與安排11-12
• 第2章 壓電噴水推進(jìn)器基本理論12-16
• 2.1 壓電效應(yīng)12
• 2.2 壓電陶瓷換能器12-13
• 2.3 壓電陶瓷換能器的等效電路13-14
• 2.4 本章小結(jié)14-16
• 第3章 壓電噴水推進(jìn)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-24
• 3.1 壓電噴水推進(jìn)器工作原理16-17
• 3.2 壓電噴水推進(jìn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案17-18
• 3.3 壓電噴水推進(jìn)器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-19
• 3.4 壓電陶瓷換能器設(shè)計(jì)19-20
• 3.5 水下壓電換能器聲場(chǎng)仿真20-23
• 3.5.1 COMSOL幾何建模20-21
• 3.5.2 多物理場(chǎng)耦合模塊的選擇21-22
• 3.5.3 仿真分析22-23
• 3.6 本章小結(jié)23-24
• 第4章 壓電噴水推進(jìn)器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)24-36
• 4.1 DC-DC升壓電路24-29
• 4.2 控制電路29-31
• 4.3 振蕩電路31-34
• 4.4 本章小結(jié)34-36
• 第5章 壓電噴水推進(jìn)器系統(tǒng)電路性能測(cè)試及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)36-44
• 5.1 升壓電路測(cè)試36-38
• 5.2 控制電路的測(cè)試38-41
• 5.3 振蕩電路的測(cè)試41-42
• 5.4 壓電噴水推進(jìn)器樣機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試42-43
• 5.5 本章小結(jié)43-44
• 第6章 總結(jié)與展望44-46
• 6.1 本文的主要工作及結(jié)論44-45
• 6.2 進(jìn)一步工作及應(yīng)用前景45-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 致謝50-52
• 攻讀學(xué)位期間研究成果52

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