不同金属镀层单晶硅靶板的冲击受力特性

为了探究金属镀层对单晶硅靶板抗冲击性能的影响,建立了金属/单晶硅复合靶板理论分析模型,分析讨论了单晶硅靶板表面的最大应力与镀层材料动态屈服应力的关系,应用有限元法在LS-DYNA软件中对金属/单晶硅复合靶板进行瞬态动力学计算,得到了不同金属镀层单晶硅靶板冲击受力后的力学响应。根据实验结果总结得到金属镀层对单晶硅靶板冲击受力具有一定的抗冲击效果,能够延迟和减弱出现在靶板正、背面的应力峰值,减小在靶板上产生的应力。

单级异步感应电磁推进器优化研究

为满足小型无人机起飞要求,选择异步感应电磁弹射系统为研究对象。建立单级异步感应电磁弹射器系统模型并应用Maxwell进行仿真分析。搭建了电磁弹射系统仿真试验平台,对影响系统发射性能的参数应用参数优化法进行分析,得到与系统最佳匹配的结构参数,试验结果表明该电磁弹射器可以满足小型无人机的起飞要求,优化设计异步感应电磁弹射系统,降低了系统的复杂性。

Al/CuO含能薄膜换能芯片薄膜反应的模拟分析

为了探究含能薄膜在换能元火工品点火过程中的点燃机制,建立Al/CuO含能薄膜换能芯片结构的傅里叶传热模型,利用COMSOL仿真软件对不同电压或电容条件下含能薄膜换能芯片的点火过程进行数值模拟,对比分析电容或电压对含能薄膜温升曲线的影响。仿真结果表明:提高电压或电容使得含能薄膜温升曲线峰值增高或延长,两者都能扩大薄膜反应区域;电容与电压增大或减小均影响半导体桥对含能薄膜的传热效率,导致含能薄膜的温升曲线相对于半导体桥具有滞后性与相似性。

小型低过载激活机构中曲折槽设计与研究

针对小型激活机构在低过载环境下可靠激活与高过载跌落时勤务处理条件时的冲突问题,开展了一种小型环形激活机构研究。将曲折槽引用到激活机构中,该激活机构以外惯性环下降作为解除第一道保险依据,通过导向槽与导向销进行延时激发控制与定位约束,实现引信激活机构快速解保。应用ADAMS动力学软件对环形激活机构中导向销沿外壳不同角度曲折槽运动状况进行分析,后经离心试验与冲击试验测试,结果表明,该激活机构整体可在50g过载持续1 s内可靠解保。在1.5 m高度跌落钢板、水泥、沙土地面时可确保被保险件的安全性。实现了引信机构小型化与快速激活能力,该激活机构可适用于定装弹药平台中紧凑型引信。

ZnO压电薄膜制备及压电仿真特性分析

压电能量收集是近年来研究的热点话题,为了优化ZnO压电薄膜结构,提高其输出电压值,采用磁控溅射法进行制备并对其晶向结构进行表征。同时,利用有限元软件ANSYS分析ZnO压电微悬臂梁结构尺寸变化对输出电压的影响并得出振动频率、加速度激励与输出电压之间的关系。结果表明,制备的ZnO纳米薄膜表面成型质量较好,具有衍射峰(002)择优取向方向生长。增大振子长度、减小宽度及选取适合的厚度能够提高输出电压。当加速度2.5 g,频率500 Hz下输出电压最大为0.589 V。

S型折叠式微悬臂梁刚度计算

针对目前没有成熟的设计计算S型折叠式悬臂梁刚度公式的问题,本文利用能量法和胡克定律推导了S型折叠悬臂梁x向、y向和z向的刚度计算公式。推导过程中发现对于复杂的微悬臂梁结构,其转角处的弯矩对最终结果影响较大,不可忽略。在ANSYS中对S型折叠悬臂梁建模,应用有限元法计算了S型悬臂梁的刚度,并和理论公式进行了对比。与有限元法对比显示,公式计算值的相对误差分别为0.67%、1.09%和2.95%,均小于3%。应用图像测位移法对S型悬臂梁进行了x、y向的拉伸实验,实验显示得到的实验值和理论值吻合,表明本文推导的S型悬臂梁的刚度计算公式合理,能够为该类型悬臂梁的设计和计算提供理论依据。

配用弹底引信的弹丸-引信系统发射强度有限元分析

为设计及膛炸原因分析提供参考,应用有限元分析软件ANSYS对配用弹底引信的某小口径高射炮多用途弹丸-引信系统进行了弹塑性静力学分析,给出了引信与弹体连接螺纹分别为M26和M25时弹丸-引信系统在最大膛压作用下的应力分布状况,并讨论了危险区域。正常弹道环境下连接螺纹为M26和M25的弹体和弹底引信强度均能满足发射安全性要求。引信与弹体连接螺纹由M26减小为M25后,由于引信体底部也相应加厚,故弹丸-引信系统能承受的最大压力增大了约7%。

一种双环境力下的硅基MEMS执行器设计与分析

基于发射过程引信保险机构的工作原理,设计了一种应用于双环境力下的MEMS执行器,建立了执行器中可动部件的动力学模型,研究了影响执行器工作的因素.应用有限元法在ANSYS/LS-DYNA软件下对MEMS执行器进行动力学仿真分析,得到执行器可动部件的运动曲线和整体的应力云图.计算结果表明,该执行器在引信的后坐环境和离心环境下均能可靠执行动作,并且具有结构紧凑、质量轻的特点.

35mm高射炮钝感发射药的内弹道仿真

为了掌握35mm高射炮钝感发射药的内弹道性能,结合钝感8/1发射药的燃烧规律得到该炮特有的内弹道数学模型,应用四阶五级龙格库塔法编制Matlab程序求解该模型。结果表明内弹道仿真结果和参考文献提供的实验结果一致性较好。应用该模型对不同钝感剂含量的钝感发射药进行内弹道计算,计算出在其它装填条件一定的情况下,钝感发射药钝感剂含量对内弹道的影响,可知钝感剂含量的微减小即会引起膛压的急剧升高,当包覆层完全失效,最大膛压高达479 MPa,增大了35.54%。钝感剂的失效将严重影响射击安全,给火炮射击安全性带来威胁。

环形无源万向微机电惯性开关

针对传统惯性开关阈值散布大、万向性差等缺点,设计了一种环形无源万向微机电惯性开关。环形的可动质量框作为可动电极,由内部的四根折叠悬臂梁支撑,和外部的环状固定电极有一定间隙,构成xy平面内的万向开关。对设计开关进行有限元动态接触仿真,结果表明开关在1000g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.142 ms和5 s,表现出较高的触发灵敏度和良好的接触效果。研究悬臂梁线宽与开关阈值加速度的关系,结果表示悬臂梁线宽的微小变化会引起阈值加速度的较大变化。利用冲击台试验对封装后的开关进行阈值试验,试验结果表明实际阈值分布在900g^1300g范围内,80%的开关阈值比设计值大。用微电镜对悬臂梁线宽进行静态测量,悬臂梁线宽加工误差大多分布于0^+2 m,加工误差直接导致开关的阈值加速度增加,设计阶段应充分考虑加工误差对阈值加速度的影响。

阈值可调的微机电惯性开关

针对惯性开关通用性的要求，设计了一种具有阈值可调功能的微机电惯性开关。利用CoventorWare软件中的Architect模块对该悬臂梁结构开关进行系统级仿真。仿真结果表明，开关在半正弦加速度信号作用下，加速度阈值和电压基本呈线性关系，通过调整偏置电压的方式，可测量不同阈值加速度；以500g为一档，调节加速度阈值范围为1000~4000g，开关最长响应时间为63.44μs，接触时间无穷大，表现出良好的工作性能。考虑MEMS薄膜沉积工艺在加工4μm厚的悬臂梁时存在±0.1μm加工误差，应用蒙特卡洛法分析悬臂梁厚度在3.9~4.1μm之间变化时，对开关吸合电压和闭合时间的影响，结果表明，±0.1μm的加工误差对开关吸合电压和闭合时间影响在设计允许范围内。

基于MATLAB的微分方程组的数值计算

传统的解微分方程组的方法有近似分析解法﹑表解法和图解法。这些方法都有局限性,电子计算机编码的出现及其应用,不仅代替了繁重的人工求解,而且改变了传统的研究方法。MATLAB是一种基于矩阵的数学软件包,该软件包包括了一个数值程序扩展库,并且有高级编程格式。应用四阶五级龙格库塔法编制Matlab程序对微分方程组进行求解。

GO法及在机电系统可靠性分析中的应用

介绍了GO法的基本原理,以某机电系统为算例进行了该系统基于GO法的可靠性分析。在定义系统的基础上,建立了该系统的GO模型,并进行了GO的定性分析和定量计算。

导电聚合物聚吡咯在执行器中的应用

导电聚合物聚吡咯能够在低驱动功率下提供较大的变形,这一特点使其尤其适合应用于执行器中。聚吡咯执行器灵敏度高,可逆性好,且具有良好的生物相容性,因此聚吡咯执行器的应用范围更加广泛。本文介绍了聚吡咯的国内外研究现状,指出了聚吡咯执行器研究的关键问题,应用数学模型描述了基于电荷转移的聚吡咯执行器的工作原理,并对聚吡咯执行器相关技术进行了总结。

基于MEMS机构的机械性能

研究了微小型化带来MEMS机构一系列的特点,对比分析MEMS机构的机械性能和宏观机构的不同,为MEMS机构的设计和制造提供参考。

三种环境力下MEMS保险机构的设计与分析

基于发射过程引信保险机构的工作原理,设计了一种应用于子母弹下的MEMS保险机构.在后坐力、离心力和抛撒力作用下,建立了相应的动力学模型,研究了影响保险机构工作的因素.应用ADAMS软件,对MEMS保险机构进行动力学仿真分析,得到相应的运动曲线.计算结果表明,该MEMS保险机构在后坐环境、离心环境和抛撒环境下能够可靠执行动作,并且在勤务处理时是安全可靠的.

微细电火花铣削加工电极损耗及加工质量分析

电极损耗是微细电火花铣削加工中常见的问题之一,对引信保险机构的组成零件进行微细电火花铣削加工,分析加工电极的损耗情况以及对加工质量的影响。试验得出加工参数以及分层铣削厚度是两个影响电极损耗的重要因素,并且因为电极的损耗会导致加工零件的平行度下降。

基于MEMS的钟表惯性延时机构仿真分析

研究引信微机电安全系统的钟表惯性延时机构的原理结构和运动模型,对钟表惯性延时机构在发射后凭借外部激励产生的运动和动态特性进行模拟仿真分析.给出了微惯性延时机构的运动规律和机构设计需要考虑的相关因素.

MEMS惯性开关的系统级仿真

提出一种基于静电控制,具有阈值可调功能的微电子机械系统(MEMS)惯性开关。采用CoventorWare软件中的Architect模块对MEMS惯性开关进行系统级建模与仿真。分析了多物理耦合场下MEMS惯性开关的动态响应特性,得到阈值加速度和电压的对应关系曲线。结果表明:通过改变初始电压,可以调节开关阈值大小;对开关进行了系统级的模态分析和谐响应分析,MEMS惯性开关的工作频率范围在22.901 kHz以内且具有抗击104g正弦加速度的能力。

MEMS万向惯性开关工艺研究

文中介绍了万向开关的工作原理,针对万向惯性开关的结构要求,利用ICP技术对设计结构进行加工,给出了详细加工工艺流程,并分析了工艺流程中的关键技术,并给出了加工和封装后的实物照片。