基于超磁致伸縮致動器的流量控制閥的設計與研究.pdf

1、生物基因工程、新型藥物研制和航空航天等技術的發(fā)展，提高了人們對各種微成分的用量精確控制的要求，傳統的流量控制技術已逐漸不能滿足需要，從而促進了對微流體控制技術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發(fā)出來，其中，超磁致伸縮材料(GMM)具有應變大、精度高、響應快等特點，在應用方面有一定的優(yōu)勢。論文以本實驗室開發(fā)的超磁致驅動器(GMA)實驗平臺為基礎，在流量閥的結構設計、性能分析、建模與控制等方面展開了理論和實

2、驗研究，為超磁致精密流量閥的進一步開發(fā)和研究提供基礎。
　　 論文以流量閥的產生和發(fā)展為背景，總結了各種智能材料在流量調節(jié)領域的應用現狀，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用基礎，研究現狀和課題來源，為后面基于GMA的流量閥設計，仿真和實驗提供必要基礎。
　　 流量閥的開發(fā)設計包括驅動方式設計，密封設計和總體結構設計等。目前的研究集中在伺服閥和直動式開關閥，論文根據實際需要，將G

3、MA與閥芯結合，提出了反向驅動的流量調節(jié)方式，以此為基礎，設計了密封方案，球閥結構和整體連接方案，加工了實物，實驗表明，該閥密封和調節(jié)性能良好，響應快，滿足實驗要求。
　　 微位移放大機構是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，推導了其剛度計算公式，設計了具有較大反向位移輸出的微位移機構。借助有限元分析方法，研究了其靜力學特性。分析和實驗表明，該機構有一定的反向放大效果，可以用于流量調節(jié)?；趯θ嵝糟q鏈的理