發(fā)布時(shí)間：2021-09-11 18:20

　　開(kāi)展了具備低G值慣性延時(shí)解保功能的MEMS火工品的研究工作,提出了MEMS火工品一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)方案,通過(guò)ADAMS軟件與ANSYS軟件分析了MEMS火工品中電熱鎖銷機(jī)構(gòu)以及延時(shí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的鎖銷機(jī)構(gòu)可以在10V直流電壓的控制下輸出57.2μm的位移,滿足相應(yīng)的解鎖要求;所設(shè)計(jì)的延時(shí)機(jī)構(gòu)可以在10g環(huán)境力的作用下,實(shí)現(xiàn)560ms的延時(shí)輸出,輸出位移為1.5mm;MEMS火工品的整體尺寸為10mm×10mm×0.28mm。 

【文章來(lái)源】：火工品. 2020,(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

MEMS安保裝置整體結(jié)構(gòu)

蓋板是確保MEMS火工品正常工作的關(guān)鍵部件之一，其主要由傳爆孔以及金-金鍵合區(qū)組成，如圖5所示。主要的功能為：（1）保護(hù)器件。保護(hù)MEMS器件不被外界環(huán)境破壞，由于MEMS安保裝置由大量的可動(dòng)結(jié)構(gòu)組成，器件在平面向外方向的剛度較低，因此需要增加蓋板來(lái)提高器件的結(jié)構(gòu)剛度；（2）信號(hào)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)起爆信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)與外界電路的順利連接，需要在蓋板上設(shè)計(jì)相應(yīng)的電極窗。2 MEMS火工品性能分析

在微尺度效應(yīng)的影響下，電熱力的作用效果得到了大幅提升，因此基于電熱原理的驅(qū)動(dòng)單元常被用于微尺度下對(duì)物體的精確控制。本文設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電熱鎖銷機(jī)構(gòu)，并將其用于MEMS安保裝置的一級(jí)解鎖。在10V直流電壓的激勵(lì)下，電熱鎖銷機(jī)構(gòu)的熱穩(wěn)態(tài)溫度分布結(jié)果如圖6所示。由圖6可以看出V型梁穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度分布呈現(xiàn)出良好的對(duì)稱性，其最高溫度為1 047.22K，出現(xiàn)在V型梁的中部，最高溫度低于硅熔點(diǎn)1 683K，因此電熱鎖銷機(jī)構(gòu)可以維持正常工作。V型梁的兩端錨點(diǎn)處與襯底相連，故其溫度與參考溫度300K相同。V型梁的最大變形同樣出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)，其數(shù)值為57.2?m，大于鎖銷機(jī)構(gòu)與大齒輪之間的重合長(zhǎng)度40?m，說(shuō)明本文所設(shè)計(jì)的電熱鎖銷機(jī)構(gòu)在10V的特定電壓下，可以順利實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪組的解鎖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]第四代火工品部分概念初步探討[J]. 褚恩義,張方,張蕊,薛艷,任煒,王燕蘭,解瑞珍.  火工品. 2018(01)
[2]硅基平面微雷管設(shè)計(jì)研究[J]. 解瑞珍,張凡,劉蘭,任小明,薛艷,劉衛(wèi).  火工品. 2018(01)
[3]火工品集成技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇與途徑[J]. 褚恩義,賀愛(ài)鋒,任西,薛艷.  含能材料. 2015(03)
[4]新一代火工技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 孔俊峰,李兵.  國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2010(07)
[5]一種金屬橋沖擊片雷管集成制造方法[J]. 施志貴,郭菲,席仕偉,張茜梅,王亞軍.  火工品. 2010(03)
[6]基于MEMS的鐘表慣性延時(shí)機(jī)構(gòu)仿真分析[J]. 郝永平,吳小芙,劉雙杰,李占旭.  沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(06)



本文編號(hào)：3393489