微压阻式传感器有限元模拟及线性度优化设计

薄膜结构微压阻式传感器在提高灵敏度过程中容易引入非线性误差,导致传感器输出性能变差。通过分析微压阻式传感器核心敏感元件结构,利用Ansys软件建立硅杯薄膜有限元分析模型,并通过弹性力学方法对有限元模拟的精确度进行验证。针对薄膜结构传感器非线性误差随灵敏度提升而急剧增加的问题,为了提高传感器的线性性能,通过在敏感薄膜下方集成双岛结构,并分析优化岛长和岛宽等结构参数,得到了一种输出线性度优良的双岛结构传感器模型。模型输出结果表明:双岛结构挠度线性度为0.8%,相比薄膜结构8.6%有了较大的改善,电压输出线性度为0.9%,能满足使用要求,且实现了高灵敏度下线性输出优良的传感器模型设计。     

普速列车与动车组交会过程的车窗安全性研究

随着既有线路上普通快速列车和动车组运行速度的提高,会车时两车之间的气动压力会明显增大;因此,会车压力波给交会的普通快速列车和动车组造成的舒适性和安全性等影响明显加剧;采用基于雷诺时均法(RANS)的RNG k-e二方程的湍流模型仿真计算普通快速列车时速140 km与动车组时速200 km时,明线和隧道两种工况下会车过程的压力波动情况,并用计算得到的车窗处压力从车窗玻璃的静强度、车窗玻璃的动态冲击强度和车窗安装强度三个方面分析了交会过程的车窗安全性;结果表明:明线会车过程两车交会侧车窗受正压和负压的影响,隧道会车过程两车交会侧车窗主要受较大的负压的影响;受压缩波和膨胀波的叠加影响,交会压力波的头波波峰和尾波波谷的波动较小,而头波波谷和尾波波峰的波动较大;在隧道会车时,动车组车窗中心处的负压极值最大值约为明线会车的3.87倍,压力波幅值最大值和最大压力平均变化率较接近;普通快速列车车窗中心处的负压极值最大值约为明线会车的4.25倍,压力波幅值最大值和最大压力平均变化率相差较大;车窗的长宽比越大,安装结构强度越大,安装结构越宽,安装强度越大。