针对传统开关阀响应慢、流量小的问题,提出一种压电材料驱动的气动高速开关阀。基于压电效应,结合锥阀阀芯结构,进行了压电阀开关阀的设计。采用有限元分析法,在Fluent中对阀进行了流场仿真,分析了该阀的结构合理性。利用AMESim对阀搭建模型并进行特性仿真。仿真结果表明,该阀的响应时间为0.4 ms,最大流量约为68 L/min,流量与占空比变化曲线线性度大于88%,提出的压电驱动高速开关阀可以满足数字式气动控制的发展需求。

采用Rayleigh-Ritz法初步计算了集中质量对四边简支边界条件下的矩形板振型的影响，由计算结果绘制了矩形板的前两阶振型，并采用有限元法与计算结果进行了对比。分析表明，附加质量能导致波形的不对称且此不对称的振型波形主要是由两相邻阶的模态耦合而成，为压电驱动中不对称波的形成与使用的进一步研究奠定了基础。

提出了一种全新结构的超声波送料器。为了克服电磁干扰和消除噪声，采用基于压电陶瓷的超声波换能器作为送料器的驱动装置，对超声波换能器的振动模式和性能参数进行了分析和设计。为了实现给料器的有效振动，采用了垂直驱动型的结构，对结构进行了设计、计算，并建立了相关的方程。实验表明：在工作频率为17．5kHz，弹簧片厚度为7mm时，对直径3mm的金属薄片的输送速度可达到36cm／min。该送料器能够实现对微小物体的输送，物料运动趋势明显并且消除了电磁干扰。

应用周边固支式圆形压电振子作为驱动元件，将音讯信号转换为振动信号，再利用骨传导方式使人感知音讯信号，在此基础上构建了圆形双晶片压电式骨传导听觉装置。对圆形压电振子进行了建模，利用有限元仿真分析，提出了压电振子支撑方式的优化方案。对设计的压电式骨传导听觉装置进行了实验测试，得到了骨传导装置结构参数对其性能影响的关系曲线。实验研究表明：压电式骨传导听觉装置的基本性能指标能够满足骨传导听觉装置的要求。

压电驱动是微机械系统（MEMS）微执行器最有发展前途的驱动方式之一。该文采用ANSYS有限元软件对压电膜片结构参数和在微执行器上的装配方法进行了优化设计，得到PZT／Si，PZT／Cu压电膜片结构的优化数据，将其应用于有阀微泵的研制。经测试，微泵压电驱动效果与仿真结果一致，微泵背压可达836Pa，流量达1．4mL／min。

介绍了一种基于微电子机械系统（MEMS）技术的阵列微喷的加工和实验结果。利用微细加工技术，在硅片上制作了上千个直径够5～20μm的微喷孔阵列。该微喷以压电效应为驱动方式，通过压电片振动所产生的压力使液体从微喷孔中喷出。具有所产生的液滴直径和速度分布集中，无热效应的特点。采用激光相位-多普勒粒子分析（PDPA）系统对不同工作条件下液滴的直径和速度进行了研究。

从内在因素(迟滞和蠕变效应)和外在因素(环境、控制电源、预紧力、导向机构等)两大方面系统的总结了压电驱动微位移灵敏度的影响因素,并针对每种因素给出了相应的实验结果或调研数据,提出了提高分辨率可采取的措施。

为了实现盲文点显器输出柔性字符,设计了一种压电驱动流体柔性盲文点显装置。该装置利用压电振子振动激励腔内流体发生共振,压缩流体实现位移驱动能力,形成盲文字符点。首先对装置结构设计和工作原理进行了说明,驱动流体采用液体;然后对系统进行动力学分析,推导出柔性薄膜和压电振子输出位移以及放大比的表达式,确定影响输出位移和液体放大效果的结构影响参数;最后对系统进行了实验测试。结果表明,流体腔直径为31 mm,高度为8 mm,配重块尺寸及质量为10 mm×6 mm×4 mm,11.75 g,充水量为8.8 mL时,共振频率为365.4 Hz,柔性薄膜形成触点输出位移为0.214 mm,满足盲人触摸敏感标准要求。验证了用此种方式构造盲文触点装置是可行的、有效的。

水的黏度低,水液压控制阀采用传统的电机械转换器,因润滑和密封问题其性能与油压元件差距大。压电驱动刚度大,响应快,精度高,能有效提高水液压控制阀的性能。采用球式座阀结构,通过设计合理的微调预紧机构、阀体和阀口,研制了直接压电驱动水液压节流控制阀。建立了直接压电驱动节流阀的仿真模型,仿真与静态试验结果表明,压电叠堆输入电压高时,控制阀具有相对较高的线性度;而压电叠堆输入电压低时控制刚度不足,受阀芯不平衡液压力影响,试验与仿真结果偏差大,控制阀性能不佳。采用座阀结构的水液压控制阀提高了阀口密封性,但在阀的设计和加工中应减小不平衡液压力。

研制了一种压电驱动式可用于胰岛素推注的微泵,该泵在结构、原理上均有别于传统的胰岛素泵.在实验室中设计、制作了实验样机,为实现样机体积微小化及保证较高的输出精度,整机设计采用迭片式、多腔体串联结构.通过系统的实验测试和研究进一步验证：压电驱动式微泵性能稳定、推注量更易于精确调节、更适宜于微型化,符合可以植入人体内的人工胰腺的未来研发趋势（样机尺寸： ？16.5 mm×60 mm;36 V正弦信号输入,200 Hz条件下最大输出压力为22 kPa,最大流量达到3 mL/min,单脉冲最小流量为7.5×10-5mL）.