引信MEMS 微彈性元件設計基礎

《引信MEMS 微彈性元件設計基礎》是2016年3月出版的圖書，作者是隋麗。

基本介紹

• 中文名：引信MEMS 微彈性元件設計基礎
• 書號：978-7-118-07812-1
• 作者：隋麗
• 出版時間：2016年3月
• 頁數：258
• 定價：89.00

書籍信息

書名引信MEMS 微彈性元件設計基礎

書號978-7-118-07812-1

作者隋麗等

出版時間2016年3月

譯者

版次1版1次

開本16

裝幀平裝

出版基金

頁數258

字數374

中圖分類TJ430.2

叢書名現代引信技術叢書

定價89.00

內容簡介

本書從基本理論出發，對主要微彈性元件（微彈簧、微閉鎖機構等）的設計 計算方法做了比較系統的分析和推導，以期使設計人員對其有比較全面系統的了 解，從而達到正確和靈活運用這些方法的目的。書中對一些特殊結構的微彈簧設計計算方法進行了研究和完善，如壓縮型微彈簧、變剛度微彈簧等。此外，本書還對微彈性元件的試驗方法進行了介紹。本書讀者對象為引信專業高年級本科生、研究生以及從事引信MEMS 器件設計的工程技術人員。

目錄

第1章緒論1

1.1引信MEMS安全系統簡介1

1.1.1引信安全系統的定義及組成2

1.1.2引信MEMS安全系統的組成3

1.1.3引信MEMS安全系統的研究現狀5

1.1.4引信MEMS安全系統的特點7

1.2引信微彈性元件的分類8

1.2.1微彈性梁9

1.2.2微彈簧11

1.2.3微閉鎖機構15

1.3本章小結19

第2章微彈簧變形特性基礎研究20

2.1常規彈簧的性能指標20

2.1.1彈簧的特性線和剛度21

2.1.2彈簧的變形能22

2.1.3彈簧的自振頻率22

2.2引信中傳統彈簧與微彈簧的區別23

2.2.1使用方法不同24

2.2.2固定方式不同27

2.2.3彈簧的性能參數不同28

2.3微彈簧的工作模式及結構形態29

2.3.1微彈簧在軸向的拉伸(壓縮)變形29

2.3.2微彈簧的徑向變形30

2.3.3微彈簧的法向變形31

2.4基於能量法的微彈簧剛度公式推導31

2.4.1能量法概述32

2.4.2不同工作模式下L形微彈簧的剛度係數33

2.4.3不同工作模式下S形微彈簧的剛度係數39

2.5基於單位載荷法的微彈簧剛度公式推導42

2.5.1L形微彈簧的剛度係數推導42

2.5.2S形微彈簧的剛度係數推導47

2.6微彈簧結構形狀與剛度係數的關係50

2.6.1基本結構展開長度相同51

2.6.2基本結構整體寬度相同55

2.7本章小結58

第3章微彈簧的結構變異性設計59

3.1變截面微彈簧設計與分析59

3.1.1等強度梁的設計方法60

3.1.2變截面L形微彈簧的設計與分析62

3.1.3變截面S形微彈簧的設計與分析66

3.2非規則微彈簧設計及分析67

3.2.1非規則L形微彈簧的設計與分析68

3.2.2非規則S形微彈簧的設計與分析72

3.3本章小結74

第4章變剛度微彈簧的設計75

4.1螺旋彈簧變剛度實現方法75

4.1.1不等節距螺旋彈簧76

4.1.2圓錐形螺旋彈簧76

4.1.3變中徑螺旋彈簧77

4.1.4圓錐渦卷螺旋彈簧77

4.1.5組合式變剛度螺旋彈簧78

4.2變剛度微彈簧的設計思路79

4.3變剛度微彈簧的設計與性能分析81

4.3.1帶有接觸對的變剛度微彈簧設計與分析81

4.3.2改進的變剛度微彈簧設計與分析84

4.3.3串聯結構的變剛度微彈簧設計與分析87

4.3.4變剛度微彈簧特性曲線的三種形式94

4.4變剛度微彈簧在引信後坐保險機構中的套用探討94

4.4.1後坐保險與平時安全的矛盾問題94

4.4.2變剛度微彈簧在後坐保險機構中的套用思路97

4.4.3變剛度微彈簧在火箭彈引信後坐保險機構中的套用

舉例99

4.5本章小結105

第5章壓縮微彈簧的穩定性分析107

5.1結構的穩定性107

5.1.1穩定性研究概述107

5.1.2結構穩定性的基本概念108

5.1.3穩定問題的類型110

5.1.4失穩判斷準則113

5.2壓縮微彈簧的軸向臨界失穩變形公式114

5.3基於有限元的微彈簧穩定性分析方法117

5.3.1仿真思路117

5.3.2仿真過程117

5.3.3微彈簧屈曲的基本形式120

5.4結構尺寸對失穩力的影響121

5.4.1厚度對失穩力的影響121

5.4.2彈簧節數對失穩力的影響124

5.4.3橫樑寬度對失穩力的影響125

5.4.4線寬對失穩力的影響126

5.4.5內彎半徑對失穩力的影響127

5.5其他因素對微彈簧穩定性的影響129

5.5.1邊界條件對微彈簧穩定性的影響129

5.5.2結構形態對微彈簧穩定性的影響131

5.6本章小結133

第6章微彈簧的最佳化設計134

6.1微彈簧最佳化設計的過程134

6.1.1設計變數135

6.1.2約束條件136

6.1.3目標函式137

6.1.4結構最佳化設計的數學模型137

6.1.5微彈簧最佳化數學模型的形成138

6.2微彈簧的參數化建模139

6.2.1UG二次開發技術140

6.2.2UG參數化設計模組的開發方法141

6.2.3UG參數化設計模組的開發思路142

6.2.4參數化設計模組的工作流程142

6.2.5基於UG的三維參數化特徵建模143

6.2.6參數化驅動的實現146

6.3微彈簧的參數化有限元分析147

6.3.1ANSYS參數化設計語言148

6.3.2有限元自動分析模組開發思路與方法149

6.3.3有限元自動分析模組的工作流程149

6.3.4生成輸入檔案(UpdateInputFile.exe)151

6.3.5ANSYS特徵值屈曲分析(ModelAnalysis.exe)152

6.3.6結果讀取(ReadResult.exe)152

6.3.7參數化有限元自動分析模組特點152

6.4參數化建模與仿真系統的集成153

6.4.1MATLAB簡介154

6.4.2集成過程155

6.4.3參數化建模與仿真系統運行實例156

6.5微彈簧結構穩定性的最佳化設計157

6.5.1問題分析157

6.5.2數學模型的建立158

6.5.3基於MATLAB的最佳化設計159

6.5.4最佳化結果162

6.6本章小結162

第7章微閉鎖機構的設計方法163

7.1微閉鎖機構的動作原理及典型結構163

7.1.1MEMS微閉鎖的動作原理163

7.1.2初始定位閉鎖機構165

7.1.3終止定位閉鎖機構166

7.2初始定位閉鎖機構設計168

7.2.1豎直力作用下變截面懸臂樑的撓度計算公式169

7.2.2水平力作用下變截面懸臂樑的撓度計算公式171

7.2.3總拔出力173

7.2.4強度分析173

7.3終止定位閉鎖機構設計174

7.3.1模式Ⅰ終止定位閉鎖機構分析174

7.3.2模式Ⅱ終止定位閉鎖機構分析177

7.3.3模式Ⅲ終止定位閉鎖機構分析179

7.3.4三種模式終止定位閉鎖機構的分析與比較183

7.4終止定位閉鎖機構的動力學仿真183

7.4.1後坐保險機構的結構及尺寸183

7.4.2後坐保險機構的有限元模型185

7.4.3基於模式II－1閉鎖機構的後坐保險機構仿真結果187

7.4.4基於模式Ⅲ閉鎖機構的後坐保險機構仿真結果190

7.5本章小結197

第8章微彈性元件試驗方法198

8.1微彈性元件的幾何尺寸檢測198

8.2微彈性元件材料力學性能檢測203

8.2.1MEMS材料力學性能檢測的必要性203

8.2.2MEMS材料力學性能檢測方法205

8.3微拉伸法測量材料力學性能207

8.3.1試驗裝置與試驗原理207

8.3.2微拉伸試樣的結構設計210

8.3.3試驗結果及分析214

8.4壓痕法測量材料力學性能217

8.4.1試驗裝置及試驗原理217

8.4.2試驗結果及分析219

8.4.3拉伸法與壓痕法的比較224

8.5本章小結225

第9章微彈簧的疲勞特性檢測226

9.1彈簧疲勞特性研究的理論基礎226

9.1.1變應力的類型和特性227

9.1.2疲勞曲線228

9.1.3影響彈簧疲勞強度的因素229

9.1.4微彈簧疲勞失效概述230

9.2微彈簧疲勞試驗方案231

9.2.1試驗裝置231

9.2.2試驗輸入232

9.3試驗結果及分析232

9.3.1S形微彈簧疲勞試驗結果232

9.3.2W形微彈簧疲勞試驗結果234

9.3.3長城形微彈簧疲勞試驗結果235

9.3.4試驗結果分析236

9.3.5微彈簧的疲勞斷裂位置分析237

9.4本章小結238

附錄239

附錄1UpdateGeoModel程式239

附錄2apdl_refresh程式246

附錄3ansys_start程式249

附錄4ReadResult程式250

附錄5ObjFunc函式252

附錄6ModifyInputFile函式253

附錄7ReadOutput函式254

附錄8OptModel函式254

附錄9ObjCon函式255

參考文獻256"