排灌机械工程学报

作者：陈凤, 赵凯, 纪晶, 胡笑奇, 杨晓斌, 胡彩旗

单位：1. 青岛农业大学机电工程学院, 山东 青岛 266109; 2. 枣庄学院机电工程学院, 山东 枣庄 277160

关键词：压电叠堆,杠杆三角放大机构,流固耦合,有限元分析,泵送性能试验

基金：国家自然科学基金资助项目(31971801);山东省自然科学基金资助项目(ZR2020ME252,ZR2020ME250)

为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵仿真放大倍数为20.3,与理论计算值相对误差为11.7%;ANSYS仿真分析表明,泵振子的二阶频率对应的弯振为最佳振型,该振型对应的工作频率为1 356.3 Hz,在该工作频率下对压电叠堆泵进行流固耦合分析,得出泵送流量为41.78 mL/min.在上述研究分析的基础上试制压电叠堆泵样机并进行泵送性能试验,发现在驱动电压50 V下,测得泵送流量为32.5 mL/min,仿真流量与试验流量相对误差为28.5%,进而分析了误差产生的原因,最大压差值为13.7 mm.试验结果具有良好的稳定性,验证了仿真数据结果的可靠性,可为压电泵新型放大机构和压电叠堆驱动方式的进一步研究提供可靠参考.

来源：2024年第8期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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