微电容加速度计多目标结构拓扑优化设计

针对微电容加速度计一阶固有频率和横向抗干扰能力进行多目标拓扑优化设计,建立了微电容加速度计弹性梁和质量块的一阶固有频率最大和横向抗干扰能力最强的多目标结构拓扑优化模型,以体积比作为约束条件,采用优化准则算法进行迭代求解,获得在不同权值下的微加速度计弹性梁和质量块的多种优化的结构拓扑形式,计算结果表明,通过多目标结构拓扑优化设计可以有效地提高微电容加速度计的综合性能.     

微机电系统静动态测试技术研究

在中国国家863高技术发展计划MEMS重大专项课题《MEMS动态特性频闪干涉视觉三维测量技术及系统》资助下，研发微机电系统(Micro Electro Mechanical System , MEMS)动态特性三维测量技术与系统。对已有的微几何量、微材料力学性能和MEMS动态参数测试方法进行研讨。 几何尺寸和表面形貌轮廓的测量是MEMS测量的基础。二维微几何量检测采用普通光学显微镜和扫描电子显微镜。表面形貌测量大致可分为接触式测量和非接触式测量，机械触针式轮廓仪是典型的接触式测量仪器，非接触式测量大多采用光学技术，主要有光针式轮廓仪，采用光切、干涉、投影光栅和微视觉等测量方法。     

MEMS结构离面微运动测试系统设计与实现

利用频闪成像和显微干涉技术设计开发了微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）离面微运动测试系统。系统在计算机控制下通过相对延时和五步相移干涉技术自动采集MEMS结构运动周期内各不同时刻的干涉条纹图集,再通过五步相移算法和分割线去包裹算法分别对干涉条纹图和包裹相位图进行分析处理可得到被测MEMS结构的离面微运动情况。为实现浮点型相位图数据的有效存取,提出了一种新的相位图文件格式。通过实验对硅微悬臂梁在不同幅值正弦基础激励下的离面振动响应进行了有效测量,且测量重复性误差小于10 nm。     

MEMS三维动态测试系统的同步控制方法

为使M EM S(m icro e lectro m echan ica l system)三维静动态测试自动可靠地进行,基于测试系统的测量原理及其精确同步控制要求,提出了相应的计算机同步控制方法。详细讨论了同步控制的设计实现及关键技术。通过对压力传感器膜和硅微陀螺仪的静动态测试,验证了同步控制的准确性和可靠性。     

基于FLUENT的槽型轨道清洗射流的参数优化仿真分析

高压水射流作为一种绿色、高效的清洁技术,已经被广泛地应用于轨道清洁。为了获得高压水射流对槽型轨轨面的最佳清洗效果,利用计算流体动力学(CFD)分析软件FLUENT,对水射流的清洗过程进行了模拟仿真。依据仿真结果分析了轨道面的受力与水射流的流动情况,并对水射流的入射角与靶距进行了优化分析,最后得出在指定的条件下,射流的最佳靶距为10～15 cm,最佳入射角为25°。     

超声探头发射声场模拟及其缺陷响应研究

在超声检测时需要通过大量的实验才能实现缺陷的定量,确定合适的检测方案。通过建立基于多元高斯声束的探头发射声场模型,研究不同探头发射频率、探头尺寸、探头类型及不同界面下探头发射声场的分布规律,得出各检测参数对探头发射声场的影响,从而为确定合适的探伤方案提供一定的理论指导;基于建立的探头发射声场模型,结合波恩近似算法,建立夹杂类缺陷回波模型,并且通过实验验证了该模型的有效性,为夹杂类缺陷的定量分析提供了一定的理论指导。     

基于频闪干涉的微结构三维运动测量方法

微机电系统中微结构特征尺寸在微米亚微米,且谐振频率可达兆赫,对其进行动态测量困难。介绍了一种基于频闪照明与显微相移干涉原理的微结构三维运动测量方法,并给出了微镜的测量结果。测量结果可作为设计与制造工艺反馈。