微机械槽板结构空气压膜阻尼的修正雷诺方程

推导出了一个适用于槽板结构压膜空气阻尼的微分方程.该方程与传统雷诺方程的区别是在雷诺方程的左边增加了一个用以表示气体从槽流出所引起的阻尼效应的修正项,并考虑了槽中有限气流通道长度的端头修正.在适当的边界条件下,利用此方程可以求解槽板压膜阻尼的压强分布、阻尼力和阻尼力系数.该槽板结构压膜空气阻尼的微分方程对槽板的厚度和横向尺度没有限制,为分析有限尺寸和有限厚度槽板的压膜空气阻尼提供了一个有用的方法.     

冲击载荷作用下压阻式微加速度计的动态力学响应研究

针对目前判断器件的可靠性实验中存在成本高、周期长的问题,对微型压阻式加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性进行研究,获得微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应规律。以锥形头部弹体为例构建动力学模型,对典型的微加速度计和冲击载荷工况进行理论研究,分析压阻式微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性。结果表明：压阻式微加速度计在冲击载荷下的响应由应力波的渡越时间、结构的本征振动周期及脉冲的持续时间这3个时间常数及其关系决定,可准确反应弹体所受冲击载荷的特性。     

冲击载荷下分段式弹动态响应特性的数值模拟

侵彻过程中,弹体的结构冲击响应对过载信号的精确分析产生了干扰.基于ABAQUS软件对利用霍普金森压杆改造的装置为分段式长杆弹提供加速度激励的过程进行数值模拟研究,分析打击杆在不同加载速度下撞击分段式长杆弹可获得的速度、弹体内外部不同部位的加速度时程曲线及弹体内部应变时程曲线等,可为弹体侵彻的实验研究及过载特性的分析提供参考.     

高g值加速度传感器校准数值模拟

通过传感器动态校准理论分析,给出对不同谐振频率的加速度计动态校准时所允许的最大脉冲宽度以及脉冲宽度与传感器谐振频率之间的关系式。在有限元分析软件ABAQUS中建立霍普金森杆数值模型,产生窄脉冲,并提出了一种产生且复现脉宽在10μs以下的窄脉冲信号的方法。分析了子弹的不同撞击速度、不同端部形状等因素对数值模拟结果的影响。对988压电式加速度计进行频率特性分析,发现数值模拟结果与实际实验结果十分接近,验证了所建立方法的有效性。     

平头钢弹侵彻钢靶板过载特性的数值分析

利用LS-DYNA软件,研究了平头钢弹侵彻钢靶板时的过载特性,针对几种典型的弹体初速度、弹体长径比进行了模拟计算,得到了各种条件下的弹体侵彻过载曲线,分析结果表明：着速、弹体长径比及弹体结构响应对侵彻过载均有很大影响,并得到一些定量结论,可为硬目标侵彻引信的设计及抗高过载加速度传感器的选择提供理论依据。     

高冲击下加速度计需测频率上限研究

为了使爆炸、金属碰撞等高冲击环境中使用的加速度计不会发生谐振,应使其谐振频率足够高,如Endevco公司设计的MEMS硅基压阻式加速度计(7270A-200K)的谐振频率可达1.2 MHz(幅值可达20万G);然而在这些强动载荷作用下,由于这种加速度计的阻尼很低,超量程和加速度计敏感元件的破坏仍时有发生;鉴于高G值冲击测量中输入信号的频率上限常常在100 kHz以上,研究加速度计测量结果的频率响应,从不同方面进行论证给出加速度计需要测量的频率上限,研究结果对开发更可靠的MEMS加速度计具有重要意义。     

微电子机械器件压膜空气阻尼的一般化雷诺方程

推导建立了一个用于微电子机械(MEMS)器件压膜空气阻尼的一般化微分方程.该方程很好地解决了分析有限尺寸孔板的边界和孔板的厚度对压膜阻尼的影响的困难.结合边界条件求解该方程可以得到各种压膜阻尼结构中的阻尼压强分布和阻尼力.以长条板为例得到了有限宽度和有限厚度孔板压膜阻尼的压强分布和阻尼力的解析解,在非孔板的条件下该解退化为一般传统雷诺方程的解,而在无限大薄孔板的极端条件下,该解也与传统雷诺方程在此条件下的解相一致,进一步证明了该方程的正确性.因此,该一般化的雷诺方程为MEMS器件的压膜阻尼设计提供了有效的手段.     

微机械高冲击传感器的一种失效模式研究

在微机械高冲击传感器的测试过程中发现一种传感器芯片的严重失效问题.文中采用薄板弯曲的简化模型对该失效问题进行了初步研究.分析认为该失效是由于高冲击引起封装壳体变形使管芯承受放大了的应力,过大的应力导致芯片某些部位应力超过断裂强度而损坏.改进措施主要是通过完善壳体设计,合理增加厚度或减小壳体尺寸使壳体形变减小,从而减小由此给芯片带来的应力.     

唯一性检测在椭圆偏振光谱薄膜拟合中的应用

利用椭圆偏振光谱进行薄膜样品的测量数据分析拟合时,薄膜厚度与介电常数具有很强的关联性。不同色散模型的选取也会对拟合结果产生明显的影响,引起较大误差。介绍了唯一性检测在椭偏拟合中的实现方法。并以二氧化钛样品为例,利用唯一性检测对比了不同色散模型、不同厚度、不同测量波段、不同入射角度时的唯一性检测结果。结果表明,唯一性检测能够有效标定出椭偏测量和拟合过程中所产生的误差,同时能够对不同色散模型进行量化对比,提升拟合精度。     

冲击载荷作用下弹体内加速度分布研究

将高速钻地弹模拟为一个细长弹性直杆,以直杆一端施加一半正弦载荷脉冲和模拟弹体冲击刚性靶为例,采用线性波动分析方法给出杆中纵波的传播解,并基于ABAQUS和LS-DYNA软件分析应力波传播和弹体加速度的关系及对弹体上不同位置处加速度的影响,研究表明:应力波传播造成的质点局部加速度远远大于将弹性杆等价为刚体时计算得到的质心加速度,揭示了应力波传播效应和结构整体效应的区别。因此数据处理时,应根据不同的测试需求,使用相应的加速度信号处理方法。同时发现弹体的塑性变形将引起塑性应力波的传播和能量耗散,对弹体中的加速度分布产生显著影响,加速度曲线上的最大加速度峰值明显降低。