微机电系统与微机械学

分析了微型机电系统中产生的一系列特殊效应，介绍了微机电系统中新的设计理论和设计方法，以期建立微机械学理论体系。     

微型机械材料的残余应力测量

硅类薄膜材料是微机电系统使用的主要结构材料它的力学特性直接关系到微机电系统的可靠性和使用寿命，而残余应力是微型机械设计的一个十分重要的力学特性。概述了国内外微型机械薄膜材料残余应力的测量原理、方法和特点，可供微机电系统的设计和制造者参考。     

仿生微扑翼机构的设计与机电耦合特性研究

根据昆虫扑翼飞行的原理，设计了一种基于昆虫胸腔式结构的静电驱动微扑翼机构。根据驱动机构的物理模型建立了机电耦合系统的非线性动力学模型，应用数值方法研究了系统在常值电压激励下的动态响应；在相空间中分析了系统的非线性动态特性，研究了阻尼和初值对系统动态特性的影响；讨论了系统在正弦激励电压信号下的响应。研究结论对微扑翼驱动机构的设计、制作和应用提供了一定的理论依据，对于其他静电驱动的微机电系统亦有一定的参考价值。     

微型机械与纳米机械学研究

从微型机械的实际情况出发，并在对比传统机械设计的基础上，提出的纳米机械学的特征、研究范围及其组成分支，然后，通过对微型机械发展现状分析，总结出微型机电系统研究中，对于纳米机械学各学科分支的要求，以及研究目标。     

微机电系统及相关技术的研究现状与发展方向

本文分析了微机电系统的特点与先进性，着重介绍了美国麻省理工学院在微机电系统与技术方面具有国际先进水平的研究成果。     

硅油在微圆管道内流动特性的实验研究

随着微机电系统的发展 ,微流动技术作为其重要的分支 ,其研究越来越显得重要。文章主要对硅油在不同的微管内径下的流动规律进行了实验研究 ,以探索微观领域和宏观领域的区别。本实验中采用的介质是高黏度的硅油 ,微管内径分别为 5 0 μm和 10 0 μm ,管长为 4 0mm ,测量了硅油在该微管道中流动的流量和压力特性。在本实验条件下 ,试验结果基本上与宏观流动特性相似 ,流量和液体的压降呈线性关系 ,N S方程在此实验条件下仍可以适用     

两种液体在微圆管道内流动特性的试验研究

随着微机电系统的不断发展,作为微机电系统的一个重要的分支,微流体系统越来越引起许多科学家的重视和研究,但是微流体系统不是简单的在尺度上面的减小,而是随着尺度的减小,流动的特性也会发生变化。在宏观中可以忽略的因素在微观中可能会占主导作用。在本文章中,主要是实验的形式对微观流动特性进行了研究,测试液体是两种介质(水和硅油),采用的不同的微管内径13μm,20μm,50μm和100μm,长度为40mm。实验结果表明,在此实验条件下,液体的流动压力和流量仍呈现线性关系,与宏观大管道的理论预想基本相同,宏观管道内采用的N—S方程在此实验条件仍可适用。     

微机电系统CAD的研究分析

概述了微机电系统CAD的研究进展，重点介绍了国外在该领域的研究工作。针对其与传统机电系统的不同。总结了微机电系统CAD的技术特点，并据此提出了微机电系统的设计原则，还介绍了微机电系统CAD的系统模型、常用的软件设计方法以及目前存在的几个问题。     

微机电系统的进展分析与研究

系统分析了微机电系统的概念、特点及国内外先进的微机电系统的典型器件和典型系统，微机电有别于其它制造业的独特的加工工艺，以及微机电系统在当今社会的各个领域的广泛应用。介绍了我国在发展微机电系统所做的努力。提出我国必须走研究与应用并重的道路，使微机电系统的研究走向产业化，才能为我国在微电子工业的第二轮国际竞争中争取到应有地位。     

中国MEMS的研究与开发进程

微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems)是80年代发展起来的新兴交叉学科，其系统包括能源、微驱动器、微执行器、微传感器、微控制器以及与外界的接口等。由于该系统能够实现各类产品的微型化、集成化与便携化，因而在天上、地面和海洋的诸多领域有广泛的应用与产业前景。本文概括地介绍微机电系统学科的重大意义，13年来中国MEMS研发的总体概况，以及关注的热点。     

微型机械材料的力学特性测量

概述了国内外MEMS材料力学特性的测量原理、方法和特点,主要包括弹性模量、残余应力、疲劳特性、破坏强度的测量,为微机电系统的设计和制造提供有益的参考。     

微机电系统的尺度效应及其影响

评述了MEMS系统中,尺度效应对材料性能、器件的机械特性、流体系统以及摩擦和粘附等方面的影响,微尺度效应是在微机电系统的设计过程必须考虑的问题,也是MEMS产品从实验室走向市场化商品的关键理论基础。     

面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究

电主轴系统存在复杂的机电耦合作用,若系统机电参数匹配不当,将引起机电耦合振动,导致系统稳定性下降,工件加工表面质量降低。利用将电动机与主轴系统机械特性分离的动力学分析方法难以对系统的机电耦合振动进行有效的分析评价,也难以实现系统机电特性的优化匹配。提出基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法,利用所提出的方法研究磨削电主轴系统逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮机械参数对脉动转矩及定子电流频谱特性的影响,并在凸轮轴磨床上进行试验。揭示系统机电耦合振动的物理机制,提出通过优化逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮参数抑制机电耦合振动的方法。经理论与试验分析证实,通过优化逆变器工作参数可有效抑制机电耦合振动,提高系统匹配特性和磨削质量,从而证实所提出的基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法是有效可行的。     

机电控制弧面凸轮系统的设计与分析

由于弧面凸轮机构在高速、可靠性及传动精度方面突出的优越性,其广泛应用于各种自动化转位机构中。为推动智能制造基础件的研究与开发,满足现代定制化生产的需要,提出了机电控制弧面凸轮系统数学模型的设计方法,并应用于弧面凸轮机械手转位提升装置,进行了机械手动态特性分析和运动特性分析。结果显示,所设计的机电控制弧面凸轮系统稳定,通过调整控制参数,动态响应快,运动特性有明显改善,满足设计要求。研究结果为弧面凸轮机构应用领域的拓展提供了理论依据,为智能化弧面凸轮系统的开发奠定了基础。     

基于MATLAB的微轴承动力学特性的数值分析

微机电系统下,针对传统连续模型无法准确描述气体滑移对微轴承动力学特性影响规律的问题,引入Wu新滑移模型(任意克努森数下都与线性玻尔兹曼方程解有较高的吻合度)对传统连续模型和一阶滑移模型进行了修正。基于有限差分法,建立了用于数值分析微轴承动力学特性的动态数学模型,提出了Wu新滑移模型下动态数学模型的建立方法;在MATLAB软件平台上,对不同轴承参数下气体滑移与微小间隙下微轴承刚性转子系统动力学特性及其稳定性的变化关系进行了数值分析。研究结果表明:在微小气膜间隙下,微轴承在连续模型下预估的轴承动力学特性系数值最大,一阶滑移模型次之,Wu新滑移模型最小;即在设计MEMS下的微轴承时应采用Wu新滑移模型分析该类问题。     

微机电系统测试技术及方法

微机电系统 (MEMS)测试技术及方法是MEMS设计、仿真、制造及质量控制和评价的关键环节之一,本文对MEMS测试技术及方法所涉及的微机械量、微几何量、微材料特性以及系统综合参数与性能的测试技术及方法进行了讨论。重点介绍了光学及光电检测技术在微机电系统检测中的应用,对计算机微视觉检测技术在微机电系统检测中的应用进行了探讨。     

微扑翼飞行器静电驱动机构的机电耦合特性研究

静电微驱动机构在微机械传感器、激励器中有着广泛的应用。对一种用于微型扑翼飞行器的扭转式静电微驱动机构,在建立其非线性动力学模型的基础上,采用数值方法在相空间中分析了系统的非线性动态特性,研究了初始条件和阻尼对临界拉入电压的影响,分析了在不同激励电压信号下系统的响应并得出方波信号较优的结论。最后针对静电扭转梁的有限元模型,采用顺序耦合场分析方法研究了系统的机电耦合特性。所得研究结论对扭转式静电微驱动机构的设计与应用提供了一定的理论依据。     

集装箱起重机制动动态特性模拟实验研究

随着集装箱起重机的大型化和机电集成化技术水平的日益提高，对其中的机械制动性能可靠性的要求也越来越高。由于集装箱起重机，尤其超巴拿马型集装箱起重机的制动系统无法在出厂前对其进行多种工况下的原型动态实验，造成产品无法向客户提供重要且应有的性能指标之一的制动特性参数。因此，对集装箱起重机的摩擦制动系统特性制定出一套研究方案并设计出相应的实验装置是完全必要的，也是ＩＳＯ所要求的。本文首次提出“当量转动惯量”概念，用转轮组来模拟大型起重机升降机构，可对其中关键的制动器在多种工况下的动态特性进行实验测试。文中详细地介绍该集装箱起重机摩擦制动动态特性实验装置的原理及其运行方法。     

电液伺服直协调加载系统中伺服比例阀特性的试验研究

伺服比例阀是电液协调加载系统的核心元件,文章介绍了其现场动静特性测试试验,试验结果表明其性能可替代伺服阀满足闭环控制要求,同时具有很高的稳定性和一般比例阀的优点。文章也可以伺服比例阀在机电控制的推广应用中提供借鉴作用。     

试论机电一体化及其几个衍生概念

1.机电一体化 机电一体化((Mechatronics))最早起源于日本。由Mechanics(机械学)与Electronies(电子学)“取前补后”融合而成。 一般,人们通常所讲的“机电一体化”,不外蕴含以下涵义:①机电一体化技术。②机电一体化系统(产品)。③机电一体化工程。④机电一体化思想。