面向靈巧蒙皮的微型剪應(yīng)力傳感器設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、未來(lái)航空飛行器要求微型器件具有質(zhì)量輕、體積小和功耗低等特點(diǎn),采用MEMS技術(shù)制造的由微型器件陣列組成的具有自檢測(cè)、自適應(yīng)控制功能的靈巧蒙皮可以很好地滿足上述要求.因此,基于MEMS技術(shù)的靈巧蒙皮研究已成為航空主動(dòng)氣動(dòng)控制領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一.該文就以用于實(shí)現(xiàn)三角翼邊界層分離點(diǎn)檢測(cè)的面向靈巧蒙皮的微型剪應(yīng)力傳感器為對(duì)象展開(kāi)研究.首先,結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)的邊界層原理,針對(duì)三角翼邊界層分離點(diǎn)檢測(cè)在實(shí)現(xiàn)主動(dòng)氣動(dòng)控制方面的重要性,討論了光學(xué)式、電容

2、式和熱敏式微型剪應(yīng)力傳感器的測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)方案,選取適合加工條件的微型剪應(yīng)力傳感器樣件.在此基礎(chǔ)上對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并詳細(xì)討論梳齒電容式微型剪應(yīng)力傳感器的微細(xì)加工工藝流程,選擇了符合微型剪應(yīng)力傳感器工作要求的薄膜材料.然后利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)梳齒電容式微型剪應(yīng)力傳感器的質(zhì)量塊模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)和流體耦合分析,得到梳齒質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和位移分布云圖.最后,對(duì)熱敏式微型剪應(yīng)力傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)復(fù)雜表面微細(xì)加工工藝進(jìn)行修改和簡(jiǎn)化