隨著MEMS技術在生物醫(yī)學工程領域的廣泛應用,微泵技術的研究已逐漸成為MEMS研究的一個熱點�；诔曅胁寗拥男⌒腿鋭颖迷谠砩喜煌诋斍暗母鞣N微泵技術,它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應產生超聲振動在輸送管道壁上激起行波,該行波使輸送管道壁質點產生與管道壁垂直的橢圓運動。同步驅動兩個壓電振子,利用產生的上下兩列相位相反的行波在兩彈性體間形成一系列的腔,腔的體積隨行波變化而變化,從而驅動流體在波的傳播方向上流動�；诔曅胁寗拥男⌒腿鋭颖脽o需閥,沒有可動部件,所需驅動電壓低,可在微流體散熱、生化分析和藥物釋放等領域得到廣泛應用。首先概述了微機電系統(tǒng)（MEMS）和微流體系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對目前微泵的種類和原理作了介紹。介紹了壓電陶瓷的逆壓電效應及其材料特性和頻率特性,簡述了行波的合成,通過對聲輻射壓力及聲流產生機理的研究,得出超聲行波驅動機理與模型參數(shù)的關系。在前述理論基礎的前提下,進一步闡述了基于超聲行波驅動的小型蠕動泵的工作原理。其次介紹了有限元的基本思想和ANSYS的分析流程。介紹了ANSYS動力有限元理論和聲場耦合分析理論。主要包括結構的模態(tài)分析、諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析和聲場中... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
CONTENTS
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 微泵的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究目的和意義
    1.4 課題來源
    1.5 本文的主要工作
第二章 超聲行波驅動小型蠕動泵的原理研究
    2.1 引言
    2.2 壓電振子
        2.2.1 壓電陶瓷的特性參數(shù)
        2.2.2 壓電陶瓷的振動模態(tài)
    2.3 行波的合成
    2.4 超聲行波驅動原理
        2.4.1 微流體的流動特點
        2.4.2 超聲行波驅動原理
    2.5 基于超聲行波的蠕動泵的驅動原理
    2.6 本章小結
第三章 小型蠕動泵的有限元分析理論
    3.1 引言
    3.2 ANSYS有限元分析概述
        3.2.1 有限元分析的基本思想
        3.2.2 ANSYS有限元分析基本流程
    3.3 ANSYS耦合場分析理論
    3.4 ANSYS動力有限元分析理論
        3.4.1 結構振動模態(tài)分析
        3.4.2 諧響應分析
        3.4.3 瞬態(tài)動力學分析
    3.5 聲場耦合分析
        3.5.1 聲場流體的基本理論
        3.5.2 聲場中的流體-結構耦合
    3.6 本章小結
第四章 超聲行波蠕動泵模型的有限元分析
    4.1 引言
    4.2 基于超聲驅動的蠕動泵模型
        4.2.1 壓電振子的有限元模型
        4.2.2 蠕動泵的有限元模型
    4.3 超聲蠕動泵的動力學分析
        4.3.1 超聲蠕動泵的模態(tài)分析
        4.3.2 超聲蠕動泵的諧響應分析
        4.3.3 超聲蠕動泵的瞬態(tài)分析
        4.3.4 超聲蠕動泵的聲場耦合分析
    4.4 本章小結
第五章 超聲行波蠕動泵的流固耦合分析
    5.1 引言
    5.2 流固耦合的理論分析
    5.3 流固耦合模型的瞬態(tài)動力學分析
        5.3.1 MFX的求解原理和過程
        5.3.2 蠕動泵耦合模型的瞬態(tài)動力學分析
        5.3.3 蠕動泵的流固耦合結果分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
附錄
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3669852