微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）技術(shù)作為科學(xué)研究的熱點,目前廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。射流發(fā)電機(jī)是新型的引信物理電源,其內(nèi)部的換能器作為主要的產(chǎn)能部件對引信電源乃至引信系統(tǒng)能否正常發(fā)揮功效都起到了非常重要的作用。以射流發(fā)電機(jī)電磁換能器作為參考,結(jié)合壓電懸臂梁結(jié)構(gòu)和MEMS工藝,設(shè)計出一種新型的引信壓電式氣動換能器。本文提出了三種初始的換能器結(jié)構(gòu),利用FLUENT和ANSYS軟件分別對其在6262.8Pa（0.3Ma風(fēng)速對應(yīng)的氣流壓力）作用下進(jìn)行流體和靜力學(xué)仿真分析,比較各結(jié)構(gòu)中壓電振子的振動效果,在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,同時對壓電振子進(jìn)行結(jié)構(gòu)外形設(shè)計。最終確定的換能器結(jié)構(gòu)體積為3mm×1.5mm×lmm。對改進(jìn)后的換能器結(jié)構(gòu)經(jīng)過仿真得到各壓電振子的振幅分別為18.3μm、14.4μm、12.1μm和9.8gm,產(chǎn)生的瞬時電壓分別為8.59V、5.418V、4.095V、3.691V。通過電能換算得出各壓電振子的最大輸出功率分別為：11.4μW、6.39μW、3.75μW、2.75μW,換能器的比功率為1.22×103W/m3... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

射流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖1.2利用壓電效應(yīng)的射流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖用MEMS工藝技術(shù)為基礎(chǔ)來設(shè)計本文的換情況，包括MEMS的定義、優(yōu)點和在引信eroEleetroMeehaniealsystems的縮寫形式，個功能單元，主要指利用微機(jī)械和微電子加感器、執(zhí)行器以及信息處理和控制電路、電到的微系統(tǒng)能夠?qū)狻⒙�、磁、熱、力等一息處理等功能，并且各個部分可以被很好地

區(qū)1此本文1二要介，即迎山l空產(chǎn)t)J屯圖2.1足彈九匕圖2.】引信迎面空氣壓力圖2.1中迎面空氣壓力的計算公式為:兀d，2凡一qee才.(八，一P0) (2.1)式 (2.1)中，只.表示迎面壓力;C:是和外露引信零件形狀相關(guān)的空氣阻尼系數(shù)值，圓形平而零件的二值為0.75;禱指引信受到迎面空氣壓力部分的直徑;八，為流動空氣的壓強(qiáng);p。為在彈丸飛行高度上的大氣壓強(qiáng)。式 (2.1)中的(只，一p。)稱為引零部件的空氣壓強(qiáng)值，當(dāng)彈丸以低于聲速吃行(馬赫數(shù)Ma<l)時

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]引信物理電源技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 陳東林,徐立新,趙廣波.  探測與控制學(xué)報. 2009(S1)
[2]基于小波熵的彈丸激波信號特征提取方法研究[J]. 趙英亮,王黎明,韓焱.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2009(04)
[3]引信氣流諧振壓電發(fā)電機(jī)[J]. 雷軍命.  探測與控制學(xué)報. 2009(01)
[4]用于振動能量收集的MEMS壓電懸臂梁[J]. 伍曉明,方華軍,林建輝,任天令,劉理天.  功能材料與器件學(xué)報. 2008(02)
[5]壓電材料的結(jié)構(gòu)及其性能研究[J]. 靳洪允.  山東陶瓷. 2005(04)
[6]微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)展分析與研究[J]. 劉曉斌.  機(jī)械研究與應(yīng)用. 2002(01)
[7]射流發(fā)電機(jī)輸出功率的研究[J]. 李福松,陳建軍.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報. 2000(02)
[8]射流發(fā)電機(jī)機(jī)械振動系統(tǒng)的動力優(yōu)化設(shè)計[J]. 李福松,陳建軍.  兵工學(xué)報. 2000(01)
[9]利用空氣振動發(fā)電的引信電源研究[J]. 楊亦春,趙智江.  南京理工大學(xué)學(xué)報. 1999(05)
[10]壓電陶瓷基本特性研究[J]. 張濤,孫立寧,蔡鶴皋.  光學(xué)精密工程. 1998(05)

博士論文
[1]引信壓電發(fā)電機(jī)原理及試驗研究[D]. 李映平.南京理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于MEMS的壓電型微能量采集器的研究[D]. 董璐.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3066372