基于田口法的平面曲折槽优化方法

为了解决传统曲折槽机构在设计阶段的低效性和局限性问题,通过探索不同设计参数对平面曲折槽的质量块位移影响规律,提出一种基于田口法的优化设计方法。采用田口法对影响平面曲折槽质量块的最大位移的5个参数(曲折槽宽度、曲折槽倾角、曲折槽每段长度、锚槽交错间隙和锚槽间隙)在4个水平下进行分析,构建五因素四水平的正交表进行试验分析。通过基于有限元方法的仿真计算,针对不同的尺寸参数组合获得对应的质量块最大位移。利用信噪比分析和方差分析筛选出影响输出响应的重要因子,综合分析得到最佳的设计参数组合,并对优化得到的参数组合进行有限元仿真,在仿真结果中,优化方案的质量块最大位移从1 331μm提高至1 948μm,提升了46.35%。对优化方案的平面曲折槽进行加工,样件试验结果表明质量块最大位移在发射载荷下低于1 800μm,且在勤务载荷下低于1 000μm,达到设计要求,为MEMS平面曲折槽机构的优化设计提供了理论和实验指导。

基于非概率理论的引信MEMS安全与解除隔离装置闭锁机构可靠性评估

针对引信MEMS安全与解除隔离装置样本数量少、结构不确定、参数精确的统计规律难以获得、概率可靠性分析方法在小样本条件下不适用等问题,提出一种基于非概率理论的小样本条件下MEMS安解装置闭锁机构可靠性评估方法。该方法以非概率理论为基础,结合薄板弯曲理论建立MEMS安解装置闭锁机构的可靠性模型,得出其可靠性指标,然后进行区间变量的敏感性分析。对样本进行离心实验,模拟炮弹发射时离心环境,实验结果表明,MEMS安全与解除隔离装置闭锁机构具有很高的闭锁可靠性。实验结果与非概率理论分析结果保持一致,验证了非概率理论在引信MEMS安全与解除隔离装置可靠性评估上的有效性。

冲击载荷下引信MEMS后坐保险机构动态响应过程表征方法

针对引信MEMS安全系统中后坐保险机构在正常发射载荷和勤务跌落载荷下的运动过程难以表征的问题,建立了一种基于瑞利商方法的后坐保险机构理论模型。该方法能够准确计算悬臂质量块式后坐保险机构的固有频率,并完整预测机构在冲击载荷作用下的位移时间过程曲线。仿真分析和实验结果表明,所得机构的位移时间曲线吻合度较高,其固有频率也具有一致性。因此该方法能够准确表征后坐保险机构在冲击载荷下的运动过程,为后坐保险机构的设计与研究提供理论指导。

工艺误差下MEMS惯性触发开关的阈值特性研究

为促进MEMS惯性触发开关实现工程化应用,对工艺误差下MEMS惯性触发开关的阈值特性进行了研究。加工了相关MEMS万向惯性开关器件并进行加速度阈值测试,从尺寸与弹性模量两方面分析其误差来源与产生机理,测量器件的结构尺寸与弹性模量,构建一个考虑工艺尺寸与弹性模量的仿真模型并进行仿真精度分析。仿真结果表明,工艺尺寸与弹性模量误差对开关的阈值特性有重要影响,所构建的仿真模型能够较好地预测开关性能。

电磁驱动的引信MEMS解除保险机构

针对现有引信MEMS安全系统仍依赖后坐和旋转环境解除保险,通用性受限制,提出一种微小型MEMS安全与起爆控制机构,它采用电磁驱动和弹簧回复力控制错位式MEMS保险与解除保险机构的动作,可综合利用通过传感器探测的弹道信息,并借助弹载计算机控制该机构实现引信的解除保险过程。该机构与常规装置相比可以大大减小引信安全与解除保险装置体积,同时该机构具有一定的通用性。

MEMS安全与解除隔离装置发展现状及趋势

MEMS技术是未来提升武器性能最有发展前途的技术之一,引信MEMS安全与解除隔离(S&A)装置具有体积小、成本低,易于和引信起爆控制电路集成等优点,国内外对MEMS安全与起爆技术开展了深入的研究。针对引信MEMS S&A装置研究进展,在收集、分析国内外大量文献资料的基础上,总结了引信MEMS S&A装置发展现状及趋势。按照解除隔离的驱动力类型,将MEMS S&A装置划分为惯性力驱动、电热驱动、火药能量驱动三种类型。结合各类型典型装置的分析,分别总结了其技术特征,研判出MEMS S&A装置发展的三个趋势:硅基工艺制作MEMS S&A装置的结构以分层平行基板式,体积更小,更适于大规模生产;微火工品集成在MEMS S&A装置中一体化设计制造;MEMS S&A装置、含能材料设计与制作在一片或多片芯片上,并与微电子系统集成出片(状)上引信。

圆形质量块/柔性电极MEMS万向触发开关

针对现有MEMS惯性开关各向响应不一致和闭合时间短等问题,设计了一个采用周边弹簧支撑中心圆形质量块、柔性支撑固定电极结构形式的引信用MEMS万向触发开关。仿真结果表明,开关响应时间不大于300μs。由于采用圆形质量块,开关对0°～90°不同着角的冲击都能可靠响应;由于采用柔性电极,开关的闭合时间从小于10μs延长到30μs以上。

高g_n值悬臂梁式硅微加速度传感器的结构设计

针对高冲击加速度测量 ,分别就硅微加速度传感器等截面和变截面悬臂梁在不同结构尺寸下的应力状况及固有频率进行了有限元数值模拟 ;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算 ,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构 ,灵敏度可提高近 30 % ;对选择的变截面悬臂梁结构的加速度传感器其量程为 1 0 0 0 0gn,有足够的抗过载能力 ,且横向灵敏度足够小 .

弹丸──引信系统炮口动态特性研究

针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中的弹一引系统的冲击振动特性进行了多项模拟试验，并把试验测得的尾翼张开过程的碰撞力作为载荷作用在弹体上，借助于有限元法和模态分析技术对弹体结构进行了动力分析，建立了尾翼张开过程中引信早炸的概率模型，在计算机上进行了引信早炸概率的模拟，对该破甲弹的早炸事故分析有一定的参考价值。

压阻式硅微型加速度传感器的研制

利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合。

微机电引信发展模式探讨

引信是一个相当复杂的机电系统，ＭＥＭＳ技术对未来引信的发展将带来哪些影响是一个值得认真探讨的问题．针对引信的信息、结构特点，应用ＭＥＭＳ技术，微机电引信的发展可能在三个层次上改变未来引信的面貌：（１）部件级，可制作固态安全系统；（２）产品级，导致固态引信的发展；（３）系统级，实现制导－引信一体化．

高校在国家创新体系中的作用与地位

高校在人才、基础研究方面 ,具有极大的优势 ,因此应成为知识创新系统中的执行主体 。

弹－引系统炮口安全性测试与分析

针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中弹－引系统的冲击响应特性，进行了多面模拟试验，建立了尾翼张开过程中引信早炸的概率模型，并在计算机上进行了引信早炸的概率计算，对该破甲弹的安全性分析有一定的参考价值．

应用于引信固态安全系统的硅微加速度传感器研究

微机电系统 (MEMS)将对引信的发展提供其它技术不可比拟的技术支撑。该文论述了基于MEMS引信固态安全系统的概念及作用原理 ;针对可应用于引信安全系统的硅微压阻式加速度传感器 ,用有限元法计算了不同厚度悬臂梁结构在1 0 0 0 0 g加速度作用下的应力分布、固有频率 ,设计了力敏电阻电桥结构 ,并计算了传感器的灵敏度。最后介绍了压阻式悬臂梁结构的加速度传感器制作工艺。

UV-LIGA工艺误差对MEMS万向惯性开关性能的影响

为提高微机电系统(MEMS)万向惯性开关的性能,实现工程化应用,对其进行工艺误差与性能关系研究.基于多层UV-LIGA工艺制作多个开关样机,进行主要结构尺寸测量,并确定工艺误差方向;从UV-LIGA工艺过程的曝光、显影与电铸、腐蚀3个阶段,分析误差的产生机理,并进一步分析单一结构误差、非对称误差和偏心误差对开关阈值和接触时间的影响.结果表明:弹簧线宽、厚度、侧壁倾角和两电极间隙等单一结构尺寸的增大会导致阈值增大;非对称误差会导致开关各向刚度不一致,使阈值散布更大;偏心误差会大幅度减小开关轴向阈值,而对径向阈值影响较小.对多个开关样机的测试结果验证了开关工艺误差及单一结构误差对阈值影响的正确性.

高校和谐文化建设的探索与思考

以＂富强、民主、文明、和谐,自由、平等、公正、法治,爱国、敬业、诚信、友善＂为主要内容的社会主义核心价值观从价值层面为国家、社会和个人的和谐发展指明了方向。高校作为我国国民教育体系的龙头和社会建设的人才保障系统,对社会和谐有序运行至关重要。当前,受全球化、信息化和社会转型等诸多因素的影响。

基于Cosserat理论的微梁振动特性的尺度效应

不少微观实验已经证实,微尺度领域材料的力学性能存在尺度效应。采用偶应力理论(又称Cosserat理论)研究微梁振动特性(主要是固有频率)的尺度效应。文中首先对偶应力理论进行简介,然后采用Hamilton变分原理推导基于Cosserat理论的微梁无阻尼自由振动的微分方程,分析微梁固有频率对微尺度的依赖性。结果表明,当微梁的厚度减小到可以和材料的本征长度相比时,微梁的固有频率将显著增大。

V型电热驱动器理论模型及动态特性

为研究V型电热驱动器的动态响应特性,根据热传导理论和受迫振动方程分别建立驱动器电-热和热-力耦合模型,从而形成完整的一维V型电热驱动器多物理场耦合理论模型.采用正弦变换结合隐式差分法对电-热耦合模型求解并进行收敛性测试,正弦变换中,空间离散点数对温度求解结果的稳定性影响较小.电-热耦合模型在不同电压下,其瞬态和稳定温度分布与有限元仿真结果吻合得较好.通过实验和边缘检测算法获得驱动器在不同电压下的稳态位移,与热-力耦合模型的结果对比发现两者具有良好的一致性.基于该理论模型,分析驱动器在阶跃、正弦电压下的动态特性.研究结果表明:正弦电压幅值越大,V型电热驱动器中心处的温度与位移变化的幅度也就越大;当正弦电压作用时间大于5个周期,即50 ms后,驱动器中心处的温度与位移的平均值均等于驱动器在等效直流电压作用下的稳态温度和位移;在周期性电压加载下,驱动器会逐渐趋于周期性运动,其运动周期与电压周期相等.