本文關(guān)鍵詞：沖擊載荷下MEMS微加速度計的結(jié)構(gòu)可靠性研究

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【摘要】：MEMS微加速度計經(jīng)常和微陀螺儀組合形成微慣性測量組合(MIMU)安裝在民航飛機中,實現(xiàn)導航功能。適航管理條例中對航空器導航系統(tǒng)的性能審定標準主要為準確度、完整性和功能連續(xù)性。微機械加速度計在工作環(huán)境和運輸過程中經(jīng)�？赡艹惺芎芨叩臎_擊載荷,容易發(fā)生失效,這對民用航空的影響是致命的。因此研究微加速度計的在沖擊載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性對民航安全和航空器適航性能都有著重要意義。本文介紹了MEMS器件的發(fā)展歷程,以及微加速度計抗沖擊可靠性研究現(xiàn)狀。霍普金森桿是一種很好的驗證微加速度計沖擊可靠性的實驗方法,它能夠產(chǎn)生類似半正弦的加速度脈沖,而且可以調(diào)節(jié)脈沖的寬度和幅值。本文使用ANSYS/LS-DYNA建模仿真微機械加速度的沖擊實驗,通過改變子彈速度和長度,獲得了用于驗證不同微加速度計結(jié)構(gòu)可靠性的沖擊載荷;并討論了應(yīng)變片對沖擊波形的影響,為霍普金森桿沖擊實驗提供了指導。本文討論了微加速度計的工作原理,重點分析了本文研究對象——梳齒式電容微加速度計中質(zhì)量塊、微梁和梳齒對可靠性的影響,并總結(jié)出失效模式為斷裂、粘附和錨結(jié)構(gòu)破壞。微懸臂梁是微加速度計中最常見的結(jié)構(gòu),通過改變微懸臂梁尺寸,本文獲得了結(jié)構(gòu)參數(shù)對模態(tài)的影響。對梳齒結(jié)構(gòu)進行了大量的沖擊仿真,通過改變沖擊載荷的方向、幅值和頻率分析了梳齒結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特點。對由錨點、折疊梁和質(zhì)量塊簡化組成的微加速度計施加沖擊加速度,分析了微加速度計在沖擊載荷下的變形過程和應(yīng)力分布。最后為提高微加速度計的沖擊可靠性給出了參考意見,為今后同類MEMS微加速度的可靠性研究打下良好的基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V241

【參考文獻】

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本文編號：1238800