現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)由大面積地毯式打擊向點目標精確打擊和高效毀傷的模式轉變,傳統(tǒng)觸發(fā)引信體積大、識別目標單一、大著角可靠性低,難以適應戰(zhàn)爭模式對引信靈巧化、智能化、微型化的要求。針對艦炮觸發(fā)引信的應用環(huán)境,設計一種具兩個的閾值MEMS萬向慣性開關,開關能夠使觸發(fā)引信區(qū)分撞擊水面與撞擊甲板兩種環(huán)境。提出了雙閾值慣性開關的理論模型并采用該模型分析了彈簧質量系統(tǒng)頻率、電極間隙對開關閾值、響應時間和閉合時間的影響。設計了開關的彈簧質量系統(tǒng)和彈性電極,開關采用周邊彈簧支撐中心環(huán)形質量塊的形式,低閾值電極在布置環(huán)形質量塊外部,高閾值電極布置在環(huán)形質量塊內(nèi)部。使用有限元法分析了開關的閾值散布、響應時間、閉合時間、載荷適用性和抗過載性能。仿真分析結果表明：在0.6ms脈寬沖擊加速度下,低閾值徑向散布范圍為430g-460g,軸向散布范圍為360g-560g；高閾值徑向散布為700g-850g,軸向閾值散布為700g-1000g。在450g-0.6ms的沖擊加速度下,低閾值閉合時間為70gs；在900g-0.6ms的沖擊加速度下,高閾值閉合時間為20μs。開關具有一定的載荷適用性和抗過載能力。設計了開關加工方案... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 MEMS慣性開關的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單閾值慣性開關
        1.2.2 多閾值慣性開關
        1.2.3 現(xiàn)有MEMS慣性開關的特點
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 環(huán)境力分析與設計要求
    2.1 引信環(huán)境力分析
        2.1.1 勤務處理環(huán)境
        2.1.2 發(fā)射環(huán)境
        2.1.3 飛行環(huán)境
        2.1.4 碰撞目標環(huán)境
    2.2 雙閾值MEMS萬向慣性開關的指標要求
        2.2.1 區(qū)分目標
        2.2.2 萬向性
        2.2.3 快速響應與可靠接觸
        2.2.4 抗高過載
    2.3 本章小結
3 理論分析與結構設計
    3.1 MEMS萬向慣性開關的工作原理
    3.2 雙閾值MEMS慣性開關的理論模型與工作過程
    3.3 理論模型的數(shù)值分析
        3.3.1 低閾值分析
        3.3.2 高閾值分析
        3.3.3 響應時間與閉合時間分析
    3.4 雙閾值MEMS萬向慣性開關的結構設計
        3.4.1 彈簧質量系統(tǒng)的設計
        3.4.2 電極的設計
    3.5 本章小結
4 有限元仿真分析
    4.1 有限元方法
    4.2 彈簧質量系統(tǒng)模態(tài)分析
    4.3 閾值散布分析
        4.3.1 XOY平面閾值散布分析
        4.3.2 XOZ平面閾值散布分析
    4.4 響應時間與閉合時間分析
    4.5 載荷適用性分析
    4.6 抗過載分析
    4.7 本章小結
5 加工工藝與試驗
    5.1 MEMS加工技術
    5.2 開關加工工藝流程
    5.3 雙閾值功能的驗證性試驗
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]平面S型等線寬與漸變線寬微彈簧彈性系數(shù)分析[J]. 程建建,聶偉榮,周織建,黃慶武,焦仁雷.  機械制造與自動化. 2014(06)
[2]溶液組分對電鑄鎳組織和力學性能的影響[J]. 錢建剛,李彭瑞,李海婷.  航空材料學報. 2014(02)
[3]基于質量塊翻轉的MEMS萬向慣性開關[J]. 李曉杰,牛蘭杰,翟蓉,殷群,田中旺.  探測與控制學報. 2012(06)
[4]微納機電系統(tǒng)(MEMS/NEMS)前沿[J]. 李志宏.  中國科學:信息科學. 2012(12)
[5]微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術在軍用設備中的應用現(xiàn)狀[J]. 方震華,黃慧鋒.  電子機械工程. 2010(04)
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[7]基于LIGA工藝的電鑄鎳材料特性[J]. 鄭利兵,石庚辰,韓立.  功能材料與器件學報. 2010(03)
[8]S型MEMS平面微彈簧垂直彈性系數(shù)[J]. 李曉杰,牛蘭杰,翟蓉,殷群.  探測與控制學報. 2010(01)
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[10]通過可動觸點延長接觸時間的新型微沖擊開關[J]. 蔡豪剛,丁桂甫,楊卓青,周鎮(zhèn)威,汪紅.  振動與沖擊. 2009(07)

博士論文
[1]微構件拉伸測試技術及其力學性能研究[D]. 張段芹.大連理工大學 2009

碩士論文
[1]尖拱類彈丸侵徹水沙介質理論分析與數(shù)值模擬[D]. 路中華.中國工程物理研究院北京研究生部 2002



本文編號：2898966