電熱式MEMS微推進器設計與分析.pdf

1、本文立足于微納衛(wèi)星的實際應用背景，詳細設計了一款電熱式MEMS微推進器，并對微推進器中微閥、微加熱器、微噴嘴這三個重要部件的工作性能進行了分析。
　?。?）從MEMS微推進器研究的背景意義、MEMS技術在微推進器中的應用與國內外研究現(xiàn)狀共三方面對微推進器設計進行了研究，初步得到了微推進器設計的目標性能指標；通過 STK軟件模擬微推進器在微納衛(wèi)星上的工作過程，分析微推進器的目標性能指標能否滿足微納衛(wèi)星任務的要求；根據(jù)分析得到的性能指

2、標要求，對微推進器的目標設計類型以及工作原理進行選擇和設計；對微推進器的具體結構組成進行設計。
　?。?）針對微推進器重要部件——MEMS微閥的設計，對常用MEMS驅動方式的優(yōu)劣之處進行比較分析，設計出由活動膜片、壓電驅動片和頂蓋組成的壓電驅動方式微閥。針對微閥內的重要單元活動膜片與壓電驅動片展開了運動理論研究。利用 ANSYS軟件模擬仿真并得到不同參數(shù)的活動膜片與壓電驅動片對微閥性能的影響規(guī)律。此外對不同工作輸入狀態(tài)下微閥內流場

3、進行理論分析，并利用 ANSYS軟件進行模擬仿真，得到了各個狀態(tài)下微閥的出口面流體速度。
　?。?）針對微推進器重要部件——MEMS微加熱器的設計，根據(jù)微推進器的總體要求，分析了微加熱器的性能指標要求。結合國內外學者的研究成果，設計了4種不同構型的微加熱器。對微加熱器的熱分布進行了理論分析，利用 ANSYS軟件對4種微加熱器展開模擬仿真，得到了它們的溫度場分布。分析4種溫度場分布的差異，結果表明彎形加熱器的加熱布局更加均勻，能夠實