基于諧振驅(qū)動的壓電微噴裝置的研究.pdf

1、近些年，我國在載人航天工程、探月工程等一系列航天重大項目中頻傳捷報，標志著我國的航天科研實力已逐步邁向國際前沿。然而航天工程卻是一項高投入和高成本的研究項目，而且在軌運行航天器又極易受到空間極端條件的影響而發(fā)生故障。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，因潤滑失效而引起的機械運轉(zhuǎn)部件的摩擦磨損是造成航天器故障的重要因素之一。目前，針對空間潤滑失效問題，國內(nèi)外學(xué)者都曾有所研究，但是該問題的解決方案卻并不成熟，仍有一些技術(shù)瓶頸如補油、儲油、密封等難題尚未得到妥善解決

2、。而且空間潤滑技術(shù)屬于國家核心技術(shù)，各國對此都一直處于一種高度封鎖保密的狀態(tài)。因此，為了適應(yīng)未來空間探索的需求，我國必須要自主研究并掌握空間潤滑技術(shù)。本文以航天器控制力矩陀螺（CMG）軸承潤滑問題為應(yīng)用背景，提出了一種壓電驅(qū)動的微量噴油潤滑裝置，該裝置具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、嵌入方便、絕緣性和密封性好等優(yōu)點。工作時，對壓電陶瓷脈沖激勵參數(shù)進行調(diào)控，可實現(xiàn)定時定量噴射潤滑油。通過補充潤滑的方式，有望解決潤滑失效這一技術(shù)難題。

3、　　本文首先介紹了壓電微噴裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立了致動部件壓電振子的有限元分析模型，并進行了考慮流體附加質(zhì)量的影響時壓電振子的模態(tài)分析。為優(yōu)化壓電振子的致動性能，分析了流體附加質(zhì)量、壓電陶瓷片的厚度、金屬振動膜的厚度、液體密度及液體層厚度對壓電振子諧振頻率和質(zhì)點最大振幅的影響，并研究了脈沖電壓波形對壓電振子振動位移和振動速度的作用規(guī)律。針對微噴裝置所涉及的流固耦合問題，借助MFX-ANSYS/CFX仿真平臺，研究了單脈沖激勵下，