压电风扇结构形式的散热性能研究

发布时间：2021-06-27 19:55

　　随着通信和电子信息的产业的发展,封装集成的工艺越来越成熟,器件微型化的要求越来越高,与之对应的是狭小空间内的热流密度越来越高,热设计已成为电子器件正常工作的必要手段。压电风扇具有低噪、低耗、结构简单等优点,在强制对流换热方面和与人交互性能要求较高的场合具有很大的应用前景。本文将通过理论、数值模拟、实验研究的方法对压电风扇构成的系统进行散热性能研究,具体的研究内容如下:首先,基于压电效应和压电方程,分析了机械效应和电效应之间的耦合关系,得出了风扇振动频率、尖端位移及尖端受力的影响规律;通过ANSYS的压电耦合及动力学分析,依据压电方程之间的转换关系,得出了风扇的固有模态及振型函数,并搭建了实验平台,对比分析了压电风扇的振动响应参数;在此基础上,结合实验与仿真的方法,对风扇振动特性的影响因素进行了分析,为高性能压电风扇的制作提出了参考建议。其次,利用FLUENT动网格技术,分析了风扇扇叶的形状、风扇阵列与热源的距离、阵列之间的间距、阵列的角度等对流场特性及散热性能影响,通过流场及温度云图的对比,得出了散热性能优良的风扇形状及阵列形式,并通过搭建相应的实验平台,对各研究变量进行了实验分析,对... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电风扇结构简图

形成一个整体。黏结剂的选择需合适，较软的黏结剂不能将压电片的机械能传递到扇叶，较硬的黏结剂会限制压电片的振动，本文所选用的为东莞市弘力公司生产的环氧树脂黏结剂。（4）扇叶风扇的扇叶是压电风扇的放大装置，其主要将压电片产生的位移放大，产生较大的风量，使风扇适合对电子器件散热。扇叶的选择有很多种，本文采用的是麦拉片。2.1.5 压电风扇的振动模式压电材料通过压电效应进行机械能与电能的转换是借助于确定尺寸的压电片通过振动实现的。压电片的振动方式称为振动模式[29]。伸缩振动、切变振动是压电风扇的主要振动模式。振动模式的不同主要取决于极化方向与电场方向，二者平行时为伸缩振动，垂直时为切变振动。由于振动分长度和厚度两个方向，因此，压电片的振动模式共有四种，分别为：长度伸缩振动（LE）、厚度伸缩振动（TE）、平面切变振动（FS）、厚度切变振动（TS），振动模式[34]如图 2.5。

西安电子科技大学硕士学位论文长度伸缩振动（LE）模式，（b）为厚度伸缩振动（TFS）模式、（d）为厚度切变振动（TS）模式。振动，采用的振动模式为伸缩振动，再通过扇叶的放热的作用。风扇振动理论的研究主要集中于数值模拟与实验，本节将对压电风扇的结构，扇叶主要是起放大压电片位移的作用，因，便于理论研究，简化图如图 2.6。

【参考文献】：
期刊论文
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[9]二元系大功率发射型压电材料性能研究[J]. 金莉莉,罗涛,汪跃群.  声学与电子工程. 2011(02)
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硕士论文
[1]基于压电材料的悬臂梁振动主动控制研究[D]. 钟声.大连理工大学 2014



本文编号：3253505