微电热驱动器中偏置层的分析

设计了一种电热微驱动器,根据几何关系、泰勒公式和材料力学求得偏置层结构末端的位移公式,并验证了采用镍作为偏置层材料的合理性.通过Coventorware软件中的有限元模块进行仿真分析,得出施加驱动电压为5 V,响应时间为5 ms,驱动器的初始温度为300 K时,得出偏置层宽度W1与驱动器位移d的曲线关系.通过验证驱动器的最大应力为235 MPa,小于镍的许用应力,确定驱动器在W1=20μm可以进行可靠的工作.分析偏置层厚度和宽度的加工误差对驱动器末端位移的影响,可得在对偏置层进行加工时要严格控制偏置层厚度H1的加工误差.     

MEMS电热驱动器的设计与分析

该文介绍了一种双层膜的电热微驱动器。根据高等数学和材料力学可求得偏置层结构末端的位移公式,进而验证了采用镍作为偏置层材料的合理性。利用CoventorWare软件对驱动器进行有限元仿真,得出偏置层在温度为300K、电压为5V、响应时间为5ms时,偏置层厚度H1与驱动器位移d的曲线关系图,驱动层厚度H2与d的曲线关系图以及驱动层厚度与驱动器左侧固定端应力的曲线图,从而确定H2=8μm。通过验证驱动器的最大应力为130MPa,小于镍的许用应力,确定驱动器在H2=8μm可以进行可靠的工作。分析驱动层厚度和偏置层厚度的加工误差对驱动器末端位移的影响,可得在对偏置层进行加工时要严格控制H1的加工误差。对驱动器进行了模态分析和抗过载分析,电热驱动器的工作频率范围在821.011Hz以内,且具有抗击8 000 g(g=10m/s2)冲击加速度的能力。     

引信MEMS后坐机构的设计与实验

通过受力分析并根据动能定理建立了影响后坐机构加速度as的关系式和动力学方程,得到弹性系数K、两侧齿之间竖直方向的间隙d、齿的斜边长a、齿底长c和齿数n的大小决定着as大小的结论。通过ADAMS软件仿真分析,得到运动方程和设计的合理性,并得到K、d、a、c、n与as的关系。仿真结果表明,在同等条件下,严格控制齿底长c的加工误差、减小错位间隙d、增大线宽b均能提高as。同时考虑增大齿数n来提高as。对采用LIGA工艺加工出的后坐机构进行模拟实验,验证了仿真分析的合理性和加工误差的影响,同时验证了设计和运动方程的合理性。