Диссертация (1091101), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Эта методика позволяетвместо дорогостоящих зарубежных комплексов для решения задач с пьезоэффектом использовать отечественные программные продукты по расчету термодеформаций.3. Проведена разработка и выполнены исследования малогабаритных перистальтических пьезонасосов.
Решена задача обеспечения непрерывности потока иповышения точности дозирования путем создания режима возбуждения бегущейволны деформаций. Исследования проведены по аналитическим моделям, численным методом конечных элементов и экспериментальным моделированием.Сравнение результатов показало расхождения, не превышающие 15%. Работыпроводились в ФГБНУ «НИИ «ПМТ» при поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП по теме «Разработка линейки прецизионных пьезоэлектрических микро-165насосов точного дозирования с низким энергопотреблением для перекачки медицинских жидкостей малого объема» (шифр 2014-14-585-0008-006).4. Разработана оригинальная методика оптимизации толщин слоев двухслойных пьезоприводов по критерию максимума передаточной функции рабочегохода.
На основе этой методики построены универсальные инженерные номограммы, применение которых в разработке пьезонасосов позволило увеличить объемперекачиваемой жидкости, повысить производительность и снизить управляющеенапряжение.5. Разработана методика расчета чувствительности резонаторов пьезоэлектрических датчиков угловой скорости и построены модели, обладающие на 10–12% большей чувствительностью к изменению угловой скорости по сравнению сизвестными зарубежными аналогами за счет снижения влияния жесткости подвесных элементов и оптимизации геометрических параметров резонатора.6.
Разработана оригинальная обобщенная методика расчета напряженнодеформированного состояния трубчатых пьезопреобразователей многослойнойструктуры с произвольным количеством секторов и участков переменной жесткости. Впервые установлено, что жесткость металлических электродов оказываетсущественное влияние на прогиб тонкостенной пьезотрубки. В реальных устройствах расчётное снижение прогиба может достигать 14% по сравнению с расчётами, проведёнными без учёта электродов.
Разработанная методика позволяет болееточно определять функциональные параметры прецизионных трубчатых пьезоприводов на этапе проектирования.7. Представлена новая физико-математическая модель трубчатых пьезоприводов изгибного типа для сканирующей зондовой микроскопии, позволяющихосуществлять плоскопараллельное перемещение зонда или предметного столика сисследуемым образцом и сохранять плоскость сканирования и ортогональность кней оси зонда в полном диапазоне перемещений.
Это позволяет снизить затратына математическую обработку сигнала. Указанные преимущества определяютсяприменением пьезотрубки, по крайней мере, с двумя участками электродов на еёдлине, обеспечивающих изгиб в двух противоположных направлениях кривизны.166Моделированием установлена зависимость рабочего хода зонда и размеров площади сканирования от соотношений длин участков и секторальных углов электродов, управляющих изгибом пьезотрубки.8. На основе моделирования дисковых пьезоприводов методом конечныхэлементов, в рамках совместных НИР с ФГУП «НИИ «Полюс» им.
М.Ф. Стельмаха, разработаны и исследованы схемные решения термокомпенсированных пьезокорректоров оптических резонаторов, снижающие тепловой уход оптическогопериметра кольцевого лазерного гироскопа в диапазоне температур от минус 60°С до +90 °С. Полученные результаты и рекомендации позволили на практике повысить процент выпуска датчиков с длительным временем работы с 15% до 60%.167Условные сокращения и обозначенияАСМ – атомно-силовой микроскоп (микроскопия)ИЭТ – изделия электронной техникиМКЭ – метод конечных элементовНДС – напряженно-деформированное состояниеПК – пьезокорректорПКЛР – пьезоэлектрический коэффициент линейного расширенияПП – пьезоэлектрический преобразовательПЭ – пьезоэлектрический элементСЗМ – сканирующий зондовый микроскоп (микроскопия)СТМ – сканирующий туннельный микроскоп (микроскопия)ТКЛР – температурный коэффициент линейного расширенияЦТС – пьезокерамика на основе цирконата-титаната свинца168СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Уорден К.
Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Свойства иприменение. – М.: Техносфера, 2006. – 224 с.2.Устинов Ю. А. Электроупругость. Основы теории и некоторые приложения//Соросовский Образовательный Журнал. – 1996. – №. 3. – С. 122-126.3.Головнин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В и др. Физические основы,методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. – М.:Техносфера, 2013. – 272 с.4.Смажевская Е.Г., Фельдман Н.Б. Пьезоэлектрическая керамика – М.: Советское радио, 1971. – 200 с.5.Физическая энциклопедия. Том 4. Под ред.
А.М. Прохорова. – М.: Научн.изд-во «Большая Российская энциклопедия». – 1994. – С. 189-192, – С477-479.6.Uchino K. Ferroelectric Devices. – Marcel Dekker, 2000. – 308 с.7.Moheimani R.S.O., Fleming A.J. Piezoelectric Transducers for Vibration Controland Damping. – Springer, 2006. – 279 p.8.Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. – М.: Мир, 1974. –288 c.: ил.9.Zhao C. Ultrasonic Motors: Technologies and Applications.
– Springer; 2011. –494 с.10.Janocha H. Actuators: Basics and Applications. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004 – 346 с.11.Meitzler A. H. et al. ANSI/IEEE Std 176-1987. IEEE standard on piezoelectricity. – 1988.12.Колчеев А.Б., Ларионов П.В., Фомичев А.А. Исследование тепловых дрейфов лазерного гироскопа с магнитооптической частотной подставкой.//Электронный научный журнал "ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ", URL:http://elibrary.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/MFTI/2006/249.pdf - проверено05.2016.16913.Бычков С.И., Лукьянов Д.П., Бакаляр А.И.
Лазерный гироскоп. – М.: "Советское радио", 1975. - 424 с.14.ОАО "НИИ ЭЛПА". Каталог пьезоэлектрических устройств. - Электронныйресурс.–Режимдоступа:http://www.elpapiezo.ru/Catalogs/Cat-alog_of_piezoelectric_devices.pdf. – Проверено 05.2016.15.Чернов В.А. Совершенствование конструктивно-технологических параметров многослойных пьезоэлектрических пьезоактюаторов. – Дисс. на соиск.уч.
степ. к.т.н. по спец. 05.11.14. – М.: 2009. - 213 с.16.Панфилов Ю.В. и др. Оборудование производства интегральных микросхеми промышленные роботы: Учеб. для техникумов / Ю.В. Панфилов, В.Т. Рябов, Ю.П. Цветков. – М.: Радио и связь, 1988. – 320 с.: ил.17.Nguyen N.-T., Wereley S.T. Fundamentals and Applications of Microfluidics.Second Edition. – Artech House. – 2006.
– 497 с.18.Beater P. Pneumatic Drives: System, Modelling and Control. – Springer, 2007. –323 с.19.Медицинские технологии компании Festo. Электронный ресурс. – Режимдоступа: https://www.festo.com/cms/bg_bg/20168.htm.20.Esashi M., Shoji S., Nakano A. Normally closed microvalve and micropump fabricated on a silicon wafer //Sensors and Actuators.
– 1989. – Т. 20. – №. 1. – С.163-169.21.Yun S. et al. Development of the pneumatic valve with bimorph type PZT actuator //Materials chemistry and physics. – 2006. – Т. 97. – №. 1. – С. 1-4.22.Dong S., Du X.-H., Bouchilloux P., Uchino K. Piezoelectric ring-morph actuatorsfor valve application //Journal of electroceramics.
– 2002. – Т. 8. – №. 2. – С.155-161.23.Proch D., Trickl T. A high intensity multi-purpose piezoelectric pulsed molecularbeam source //Review of Scientific Instruments. – 1989. – Т. 60. – №. 4. – С.713-716.24.Joswig, J. Active micromechanic valve / Proc. of Int. Conf.
on New Actuators. Bremen, 1992, – С. 183-185.25.Hennig E. Piezoelectric ceramics and their applications for actuators //Bol. Soc.Esp. Ceram. Vidrio. – 1998. – Т. 37. – №. 2. – С. 167-171.17026.Festo. Piezo valves in medical technology and laboratory automation. Каталог. –Электронныйресурс.–Режимдоступа:http://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/172927/Piezo_Broschuere_en_M.PDF–Проверено05.2016.27.MKS Type 250E. Pressure/FlowController.
Инструкция MKSInstruments. –Электронный ресурс. – Режим доступа: http://nuchem.iucf.indiana.edu/ Instrumentation/Elec_Manual/Electronic_pdfs/MKS_250_Manual.pdf. – Проверено 05.2016.28.Fatikow S., Rembold U. Microsystem technology and microrobotics. – Springer,1997. – 408 с.29.Hoffman D., Singh B. et al. Handbook of Vacuum Science and Technology. –Academic Press; 1st edition. – 1997 г.
– 835 p. – С. 380–38130.ООО «Прикладная физика», СПбГТУ. Вакуумный быстрый газовый клапан.–Электронныйресурс.–Режимдоступа:http://www.tuap-spb.com/ru/flow_controller.htm. - Проверено 05.2016.31.Maxtek Inc. Model MV-112. Piezoelectric Gas Leak Valve. – Электронный ресурс. – Каталог. – Режим доступа: http://www.sunist.org/shared%20documents/References/mv112manual_en_RevF_03-2005.pdf. – Проверено 05.2016.32.DTI Piezoelectric Ball Valve (1/2”) – Flow Control. Шаровой пьезоклапанфирмы DTI, Каталог.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
