Modeling and simulation of a high-frequency micro-pump based on giant magnetostrictive material (GMM)

A new type of high-frequency micro-pump was designed, in which GMA (Giant Magnetostrictive Actuator) was employed to replace the traditional motor drive, owing to its significant characteristics of fast response, high accuracy, easily miniaturized and so on. Both the mathematic and simulation models of the micro-pump were built.A set of raw data was used for simulation studies.The results show that the micro-pump based on GMA has achieved the features of high-frequency response and high accuracy, theoretically displaying the performance merits of a giant magnetostrictive material (GMM) high-frequency micro-pump.

超磁致伸缩泵驱动磁路建模及数值分析

提出了一种面向固液混合作动器的新型超磁致伸缩泵结构。对超磁致伸缩泵驱动磁路进行了数学建模,采用有限元法对其磁场分布进行了数值模拟,并与理论计算结果进行对比,发现超磁致伸缩棒上磁感应强度的理论计算值与仿真结果基本吻合。采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩棒的轴向磁场与径向磁场均匀性,发现径向磁场均匀性明显高于轴向;针对不同长度的棒进行了轴向磁场均匀性分析,揭示了其影响与作用规律;在此基础上对驱动磁场进行了动态数值模拟,发现在输入电压恒定时超磁致伸缩棒内的磁感应强度随着输入信号频率的提高而衰减,实验与仿真结果的对比验证了仿真的正确性。

采用压电微泵散热的超磁致精密驱动器

针对超磁致精密驱动器(GMA)工作时因电磁线圈发热而导致GMA定位精度差的问题,采用体积小、噪声低、无电磁干扰的压电微泵驱动水流进行散热,以控制超磁致伸棒的温度.制作了一台GMA样机,设计了一个热变形测试系统,进行了GMA在无水冷和有水冷条件下的热变形对比实验.结果表明,提出的温控措施是有效的.

GMM微泵柔性铰链输出薄膜的结构设计与优化

由于超磁致伸缩高频微泵的普通输出杆与泵腔内壁频繁摩擦产生的损耗,影响泵腔的密封性,从而导致油液泄漏。为解决这一问题,提出一种复合型柔性铰链薄膜取代普通输出杆,并对各种柔性铰链薄膜进行有限元建模及分析,由仿真结果和理论分析得出:该复合型柔性铰链薄膜转动能力强,回转精度高,结构尺寸小,运动灵敏度高,从而减小柔性铰链薄膜与泵腔内壁的摩擦,为以后GMM微泵的设计提供理论基础。

基于超磁致伸缩驱动的输液泵设计及可行性研究

针对传统机械式输液泵的输液精度低、输液不平稳等问题,提出一种基于超磁致伸缩微驱动的输液泵的概念设计。介绍该新型输液泵概念结构和工作原理;对输液泵的超磁致伸缩驱动器装置进行初步的可行性研究。结果表明:在外加电流为0~2 A时,超磁致伸缩驱动器的输出力达到470 N、输出位移达到58μm,可控性能优异,验证了超磁致伸缩微驱动输液泵设计的可行性。

超磁致伸缩泵流固耦合仿真分析

设计了一种新型超磁致伸缩泵结构,结合其结构特点,建立了超磁致伸缩泵动力学仿真模型,并在MATLAB环境下进行了仿真研究。为了探索流体阻尼对超磁致伸缩泵流场分布的影响,建立了超磁致伸缩泵流场流固耦合仿真模型,并对泵腔高度、进出管位置、进出管直径以及倒角形状进行了仿真分析,得到了流场结构对泵性能的影响规律,为超磁致伸缩泵流场分析提供依据。