无阀微泵动态特性的固液耦合分析

白 兰¹  冯志庆²  吴一辉³

(1．大连民族学院机电工程学院 大连 116600；
2．大连民族学院光电子研究所 大连 116600；
3．中科院长春光机与物理研究所应用光学国家重点实验室 长春 130033)

摘要：根据无阀微泵的工作原理，对泵膜－流体耦合振动过程进行理论分析，推导出此状态下的非线性耦合振动方程，并采用伽辽金加权最小余量法得出方程的近似解。在此基础上讨论阻尼系数、驱动力及薄膜固有频率与薄膜振幅、相位差及无阀泵流量的关系。理论分析表明在阻尼系数较小时，在一阶固有频率附近还存在振幅增大的现象，随着阻尼系数的增大，流体对泵膜的阻力逐渐增大，振幅随着频率的增大迅速衰减，相位差也越来越快地靠近90°；驱动力一定的情况下，薄膜的固有频率越低，薄膜在低频段振动可以达到的振幅越大；对于流量而言，在低频段，流量很快就达到极大值，而且阻尼系数越大、泵膜固有频率越低、驱动力越大，流量越快到达极大值。

关键词：无阀微泵  动态特性  固液耦合

中图分类号：O322

辽宁省教育厅科学研究计划(05L062)和大连民族学院博士启动基金资助项目。20070730收到初稿，20080221收到修改稿

作者简介：白兰，女，1975年出生，博士，讲师。研究方向为微机电系统(MEMS)器件的设计与仿真。
E-mail：bailanbl@yahoo.com.cn

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