基于ANSYS压电振子结构最优化模拟分析

• 作者: 吴大鸣 姚武昊 杨晨明 许红
• 来源期刊: 塑料
• 学科: 工学
• 关键词: 压电微泵 压电振子 流量模拟分析 结构最优化 微流控系统
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 计算机辅助设计与数据库
• 页码范围: 90-93,97
• 页数: 5页
• 分类号: TH113.1
• 语种: 中文

摘要

在建立压电微泵的结构理论模型的基础上,通过有限元仿真软件ANSYS对不同基材和不同几何尺寸的压电振子进行静力学分析和不同驱动电压及频率的谐响应分析,确定了构成压电振子部件的最优几何结构的尺寸关系以及最优驱动电压、频率的关系.当构成压电振子晶片和基片厚度均为0.2 mm,晶片与基片直径比值为11/15时,泵腔体积的变化量最大;模拟确定了驱动信号的最佳电压和频率范围,分别为电压幅值30 ～ 80 V、频率40 ～ 100 Hz.当驱动电压为50 V,驱动频率为100 Hz时,通过实验验证,微泵流量已达到6.56 mL/min,极大地满足了微泵流量的设计要求.为基于压电微泵驱动的微流控系统的研究提供了理论依据和实验分析数据.