發(fā)布時(shí)間：2017-10-31 05:15

  本文關(guān)鍵詞：引信用MEMS萬(wàn)向慣性開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

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【摘要】：隨著信息化時(shí)代的到來(lái),現(xiàn)代引信技術(shù)向智能化、微型化、集成化、通用化等方向發(fā)展。傳統(tǒng)的觸發(fā)引信體積大、功能難以復(fù)合、可靠性低等特點(diǎn)阻礙了引信技術(shù)的發(fā)展,而MEMS技術(shù)的發(fā)展為引信技術(shù)的進(jìn)步提供了技術(shù)支撐。本文以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一種萬(wàn)向慣性開關(guān),滿足引信萬(wàn)向性、抗高過(guò)載、微型化的需求。分析彈簧質(zhì)量系統(tǒng)在半正弦加速度信號(hào)的作用下的響應(yīng)情況。根據(jù)不同固有頻率下質(zhì)量塊的位移變化,求出在450g-lms的加速度作用下,質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)最平穩(wěn)時(shí)對(duì)應(yīng)固有頻率；設(shè)計(jì)的懸臂梁柔性電極不但能夠延長(zhǎng)開關(guān)的閉合時(shí)間,減少在接觸是的彈跳現(xiàn)象,而且簡(jiǎn)化了開關(guān)的結(jié)構(gòu),提高開關(guān)加工的成品率；設(shè)計(jì)的十字型中心止擋機(jī)構(gòu)不僅可以使開關(guān)能抗高過(guò)載加速度,還能防止質(zhì)量塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)開關(guān)的工作性能進(jìn)行了分析,開關(guān)的前三階模態(tài)振型均為平動(dòng)且固有頻率接近,開關(guān)具有萬(wàn)向性；當(dāng)加速度信號(hào)超過(guò)560g時(shí),開關(guān)在軸向0-900范圍內(nèi)能可靠響應(yīng)；在450g-1ms的加速度作用下,開關(guān)在響應(yīng)角度內(nèi)閉合時(shí)間最短為56μs；開關(guān)具有一定的適應(yīng)性,當(dāng)加速度的幅值為450g時(shí),只有脈寬范圍在0.3ms-1.2ms之間的加速度才能使開關(guān)閉合；開關(guān)具有抗過(guò)載能力,在30000g的加速度下沖擊后,開關(guān)仍能正常工作。對(duì)開關(guān)的加工工藝進(jìn)行了研究,通過(guò)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸補(bǔ)償,減小了加工樣品的誤差。
【關(guān)鍵詞】：慣性開關(guān) MEMS 懸臂梁電極 中心止擋結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM564
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 課題研究的意義7-8
• 1.2 MEMS慣性開關(guān)的研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 現(xiàn)有MEMS慣性開關(guān)的特點(diǎn)13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 MEMS萬(wàn)向開關(guān)的應(yīng)用環(huán)境及設(shè)計(jì)要求15-22
• 2.1 MEMS萬(wàn)向開關(guān)在環(huán)境中的工作狀態(tài)分析15-19
• 2.1.1 勤務(wù)處理與裝填環(huán)境15-16
• 2.1.2 正常發(fā)射環(huán)境16-18
• 2.1.3 飛行環(huán)境18
• 2.1.4 碰目標(biāo)環(huán)境18-19
• 2.2 MEMS開關(guān)的設(shè)計(jì)目標(biāo)19-20
• 2.2.1 萬(wàn)向性要求19
• 2.2.2 延長(zhǎng)閉合時(shí)間19-20
• 2.2.3 閉合閾值20
• 2.2.4 抗高過(guò)載20
• 2.3 本章小結(jié)20-22
• 3 MEMS萬(wàn)向慣性開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-39
• 3.1 萬(wàn)向慣性開關(guān)的工作原理22
• 3.2 MEMS萬(wàn)向開關(guān)的動(dòng)力學(xué)分析22-25
• 3.3 彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固有頻率分析25-28
• 3.3.1 固有頻率對(duì)質(zhì)量塊位移響應(yīng)的影響25-28
• 3.3.2 彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固有頻率的確定28
• 3.4 開關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化28-38
• 3.4.1 前期開關(guān)加工的失效形式28-29
• 3.4.2 優(yōu)化原則29-30
• 3.4.3 彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)30-33
• 3.4.4 徑向電極的設(shè)計(jì)33-36
• 3.4.5 軸向電極的設(shè)計(jì)36-37
• 3.4.6 止擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 MEMS萬(wàn)向慣性開關(guān)有限元仿真分析39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 模態(tài)仿真分析39-40
• 4.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真40-51
• 4.3.1 開關(guān)的萬(wàn)向性分析40-44
• 4.3.2 開關(guān)的響應(yīng)分析44-47
• 4.3.3 MEMS開關(guān)適應(yīng)性分析47-49
• 4.3.4 MEMS開關(guān)的抗過(guò)載性能49-51
• 4.3.5 離心力對(duì)開關(guān)工作的影響51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 5 MEMS萬(wàn)向開關(guān)加工工藝53-60
• 5.1 MEMS開關(guān)的加工53-59
• 5.1.1 加工工藝研究53-56
• 5.1.2 加工誤差分析56
• 5.1.3 加工樣品的尺寸檢測(cè)56-59
• 5.2 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60-61
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)61
• 6.3 工作展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳婧;柔順機(jī)構(gòu)雙穩(wěn)態(tài)電熱微驅(qū)動(dòng)器技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1120941