基于响应面法的S型薄壁梁抗撞性优化设计

将响应面法与试验设计、有限元分析计算等结合起来,首次对S型薄壁梁的结构进行抗撞性优化设计。选取S梁的截面宽度、截面高度和S梁的弯曲角3个参数作为研究对象,采用显示非线性有限元软件PAM-CRASH对S型薄壁梁结构进行碰撞模拟。运用响应面法对S梁的总吸能值等进行拟合,并使用MATLAB软件进行优化求解。结果表明:当S梁截面高宽比最大且弯曲角最小时其吸能能力最大。将优化后的S梁应用于某越野车的40%偏执碰模拟中,其被动安全性得到明显提高。

均布载荷下Arc型与S型悬臂梁的临界长度

研究了悬臂梁、Arc型梁以及S型梁随着一无量纲参数的变化而逐渐演化的过程,求得了悬臂梁与基底接触形成Arc型梁以及S型梁的条件,并且通过最小势能原理,采用两种方法推导出了S型梁的临界悬空长度,通过叠加原理,求得了形成Arc型梁时基底的支持力.给出了随着无量纲参数的变化各种梁的挠曲线.这些分析对于工程设计,以及微机电系统、生物的毛细黏附等有一定的参考价值.

用于激光雷达的双层梳齿驱动MEMS扫描镜

提出了一种新型双层梳齿驱动的大尺寸、大偏转角度、低驱动电压微机电系统(MEMS)扫描镜的设计方法。该扫描镜设计嵌套式内外双层垂直梳齿结构,梳齿间采用静电排斥力驱动,改进后的S型扭转梁有效地降低敏感轴刚度。基于垂直梳齿驱动理论分析,建立了该扫描镜的理论模型,并利用MAXWELL和ANSYS仿真软件进行了其静态、动态分析与验证,研究了该扫描镜的体硅制备工艺。仿真实验结果表明,在110 V的驱动电压扫描下,该双层梳齿驱动下的MEMS扫描镜可以实现最大偏转角±13.46°;此外,结构的谐振频率为1.79 kHz,远低于其他高阶模态,有效地抑制了其他非工作模态的交叉干扰运动,获得良好的工作带宽。