基于超磁致伸縮致動(dòng)器的流量控制閥的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、生物基因工程、新型藥物研制和航空航天等技術(shù)的發(fā)展，提高了人們對(duì)各種微成分的用量精確控制的要求，傳統(tǒng)的流量控制技術(shù)已逐漸不能滿(mǎn)足需要，從而促進(jìn)了對(duì)微流體控制技術(shù)的研究并因此取得了大量的研究成果。利用智能材料，各種流體控制器件被開(kāi)發(fā)出來(lái)，其中，超磁致伸縮材料(GMM)具有應(yīng)變大、精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)，在應(yīng)用方面有一定的優(yōu)勢(shì)。論文以本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的超磁致驅(qū)動(dòng)器(GMA)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，在流量閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分析、建模與控制等方面展開(kāi)了理論和實(shí)

2、驗(yàn)研究，為超磁致精密流量閥的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究提供基礎(chǔ)。
　　 論文以流量閥的產(chǎn)生和發(fā)展為背景，總結(jié)了各種智能材料在流量調(diào)節(jié)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括智能凝膠、磁流變液、壓電材料和超磁致伸縮材料；著重闡述了超磁致流量閥的應(yīng)用基礎(chǔ)，研究現(xiàn)狀和課題來(lái)源，為后面基于GMA的流量閥設(shè)計(jì)，仿真和實(shí)驗(yàn)提供必要基礎(chǔ)。
　　 流量閥的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)包括驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)，密封設(shè)計(jì)和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。目前的研究集中在伺服閥和直動(dòng)式開(kāi)關(guān)閥，論文根據(jù)實(shí)際需要，將G

3、MA與閥芯結(jié)合，提出了反向驅(qū)動(dòng)的流量調(diào)節(jié)方式，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了密封方案，球閥結(jié)構(gòu)和整體連接方案，加工了實(shí)物，實(shí)驗(yàn)表明，該閥密封和調(diào)節(jié)性能良好，響應(yīng)快，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。
　　 微位移放大機(jī)構(gòu)是GMA與流量閥連接的核心部件，論文研究了柔性鉸鏈的性能特性，推導(dǎo)了其剛度計(jì)算公式，設(shè)計(jì)了具有較大反向位移輸出的微位移機(jī)構(gòu)。借助有限元分析方法，研究了其靜力學(xué)特性。分析和實(shí)驗(yàn)表明，該機(jī)構(gòu)有一定的反向放大效果，可以用于流量調(diào)節(jié)?；趯?duì)柔性鉸鏈的理