電熱式MEMS微推進(jìn)器設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、本文立足于微納衛(wèi)星的實(shí)際應(yīng)用背景，詳細(xì)設(shè)計(jì)了一款電熱式MEMS微推進(jìn)器，并對(duì)微推進(jìn)器中微閥、微加熱器、微噴嘴這三個(gè)重要部件的工作性能進(jìn)行了分析。
　?。?）從MEMS微推進(jìn)器研究的背景意義、MEMS技術(shù)在微推進(jìn)器中的應(yīng)用與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀共三方面對(duì)微推進(jìn)器設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，初步得到了微推進(jìn)器設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能指標(biāo)；通過 STK軟件模擬微推進(jìn)器在微納衛(wèi)星上的工作過程，分析微推進(jìn)器的目標(biāo)性能指標(biāo)能否滿足微納衛(wèi)星任務(wù)的要求；根據(jù)分析得到的性能指

2、標(biāo)要求，對(duì)微推進(jìn)器的目標(biāo)設(shè)計(jì)類型以及工作原理進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)；對(duì)微推進(jìn)器的具體結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　?。?）針對(duì)微推進(jìn)器重要部件——MEMS微閥的設(shè)計(jì)，對(duì)常用MEMS驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)劣之處進(jìn)行比較分析，設(shè)計(jì)出由活動(dòng)膜片、壓電驅(qū)動(dòng)片和頂蓋組成的壓電驅(qū)動(dòng)方式微閥。針對(duì)微閥內(nèi)的重要單元活動(dòng)膜片與壓電驅(qū)動(dòng)片展開了運(yùn)動(dòng)理論研究。利用 ANSYS軟件模擬仿真并得到不同參數(shù)的活動(dòng)膜片與壓電驅(qū)動(dòng)片對(duì)微閥性能的影響規(guī)律。此外對(duì)不同工作輸入狀態(tài)下微閥內(nèi)流場(chǎng)

3、進(jìn)行理論分析，并利用 ANSYS軟件進(jìn)行模擬仿真，得到了各個(gè)狀態(tài)下微閥的出口面流體速度。
　?。?）針對(duì)微推進(jìn)器重要部件——MEMS微加熱器的設(shè)計(jì)，根據(jù)微推進(jìn)器的總體要求，分析了微加熱器的性能指標(biāo)要求。結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，設(shè)計(jì)了4種不同構(gòu)型的微加熱器。對(duì)微加熱器的熱分布進(jìn)行了理論分析，利用 ANSYS軟件對(duì)4種微加熱器展開模擬仿真，得到了它們的溫度場(chǎng)分布。分析4種溫度場(chǎng)分布的差異，結(jié)果表明彎形加熱器的加熱布局更加均勻，能夠?qū)?/p>