本文關鍵詞：微機械慣性閉鎖開關設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MEMS技術為引信電源機械開關的微型化提供了技術基礎。以MEMS技術為基礎,設計了一種具備區(qū)分正常發(fā)射加速度脈沖與意外跌落加速度脈沖能力的引信用微機械慣性閉鎖開關,可用于新型機電引信的電源安全與智能接通。 首先介紹了引信與微機械閉鎖開關發(fā)展背景,分析了國內外微機械開關的發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)有機構存在的一些缺陷。分別分析了正常發(fā)射加速度脈沖與勤務處理意外跌落加速度脈沖隨時間變化函數(shù)曲線。提出了開關設計指標：長×寬×高為5mm×5mm×1mm;在幅值為3000g-10000g、脈寬大于等于1ms的正常發(fā)射加速度脈沖作用下,開關實現(xiàn)閉鎖；在勤務處理中幅值為10000g-15000g、脈寬為100μs～300μs的意外跌落加速度脈沖作用下,開關保持斷開；開關可抗20000g-30000g高過載,開關結構不破壞,電源穩(wěn)定供電；開關閉鎖后工作電阻值小于1Ω。 其次,建立開關的數(shù)學和物理模型,開關由區(qū)分載荷機構(簡稱區(qū)分機構)與閉鎖機構組成。區(qū)分機構是由橫向單自由度彈簧-質量系統(tǒng)與縱向雙自由度彈簧-質量系統(tǒng)組成的一個多自由度彈簧-質量系統(tǒng)。閉鎖機構為單自由度彈簧-質量系統(tǒng)。根據開關理論模型,設計了開關區(qū)分機構與閉鎖機構,利用仿真軟件驗證了開關功能。分析表明,在正常發(fā)射加速度作用下,開關可實現(xiàn)穩(wěn)定閉鎖,其最大結構應力小于材料的抗拉強度,開關導通電阻最大值為849mQ,開關穩(wěn)定接電時間取決于發(fā)射加速度。在勤務處理中意外跌落加速度作用下,開關保持斷開狀態(tài),其最大應力小于材料屈服強度,開關可以恢復至初始位置。在高過載情況下,開關結構應力小于抗拉強度極限,開關未破壞,滿足設計要求。 最后,設計了開關的加工工藝流程。
【關鍵詞】：微機電系統(tǒng) 慣性開關 區(qū)分載荷機構 閉鎖機構 S型彈簧 彈性系數(shù) 接電性能
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TJ430.2;TH-39
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 課題背景及其意義7
• 1.2 微機械開關技術發(fā)展7-12
• 1.2.1 國內研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 課題研究內容12
• 1.4 小結12-13
• 2 微機械慣性閉鎖開關應用分析13-19
• 2.1 引信環(huán)境力簡介13
• 2.2 開關主要環(huán)境力分析13-16
• 2.2.1 正常發(fā)射環(huán)境分析13-15
• 2.2.2 勤務處理中意外跌落環(huán)境分析15-16
• 2.3 開關設計目標16-18
• 2.3.1 正常發(fā)射環(huán)境16
• 2.3.2 勤務處理中意外跌落環(huán)境16-17
• 2.3.3 高過載環(huán)境17
• 2.3.4 接電性能17-18
• 2.4 小結18-19
• 3 微機械慣性閉鎖開關數(shù)學和物理模型分析19-24
• 3.1 開關工作原理19-20
• 3.2 開關區(qū)分機構分析20-22
• 3.3 開關閉鎖機構分析22
• 3.4 小結22-24
• 4 微機械慣性閉鎖開關結構設計24-71
• 4.1 區(qū)分機構設計24-51
• 4.1.1 區(qū)分機構彈簧k_2設計24-26
• 4.1.2 區(qū)分機構質量塊m_2設計26-28
• 4.1.3 區(qū)分機構質量塊m_1設計28-29
• 4.1.4 區(qū)分機構平面微彈簧k_1設計29-51
• 4.2 閉鎖機構設計51-61
• 4.2.1 開關接電性能分析51-54
• 4.2.2 電極設計54-61
• 4.3 開關整體結構仿真分析61-69
• 4.3.1 正常發(fā)射情況61-64
• 4.3.2 勤務意外跌落情況64-67
• 4.3.3 高過載情況67-68
• 4.3.4 接電性能68-69
• 4.4 小結69-71
• 5 微機械慣性閉鎖開關加工工藝流程設計71-75
• 5.1 MEMS加工工藝簡介71-72
• 5.2 開關加工工藝流程設計72-74
• 5.3 小結74-75
• 6 總結與展望75-77
• 6.1 總結75-76
• 6.2 創(chuàng)新點76
• 6.3 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-83
• 附錄83

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：微機械慣性閉鎖開關設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：381462