沖擊載荷下MEMS微加速度計的結構可靠性研究.pdf

1、MEMS微加速度計經常和微陀螺儀組合形成微慣性測量組合(MIMU)安裝在民航飛機中，實現導航功能。適航管理條例中對航空器導航系統(tǒng)的性能審定標準主要為準確度、完整性和功能連續(xù)性。微機械加速度計在工作環(huán)境和運輸過程中經?？赡艹惺芎芨叩臎_擊載荷，容易發(fā)生失效，這對民用航空的影響是致命的。因此研究微加速度計的在沖擊載荷下的結構可靠性對民航安全和航空器適航性能都有著重要意義。
　　本文介紹了MEMS器件的發(fā)展歷程，以及微加速度計抗沖擊可靠性

2、研究現狀?；羝战鹕瓧U是一種很好的驗證微加速度計沖擊可靠性的實驗方法，它能夠產生類似半正弦的加速度脈沖，而且可以調節(jié)脈沖的寬度和幅值。本文使用ANSYS/LS-DYNA建模仿真微機械加速度的沖擊實驗，通過改變子彈速度和長度，獲得了用于驗證不同微加速度計結構可靠性的沖擊載荷；并討論了應變片對沖擊波形的影響，為霍普金森桿沖擊實驗提供了指導。
　　本文討論了微加速度計的工作原理，重點分析了本文研究對象——梳齒式電容微加速度計中質量塊、微梁

3、和梳齒對可靠性的影響，并總結出失效模式為斷裂、粘附和錨結構破壞。微懸臂梁是微加速度計中最常見的結構，通過改變微懸臂梁尺寸，本文獲得了結構參數對模態(tài)的影響。對梳齒結構進行了大量的沖擊仿真，通過改變沖擊載荷的方向、幅值和頻率分析了梳齒結構的響應特點。對由錨點、折疊梁和質量塊簡化組成的微加速度計施加沖擊加速度，分析了微加速度計在沖擊載荷下的變形過程和應力分布。最后為提高微加速度計的沖擊可靠性給出了參考意見，為今后同類MEMS微加速度的可靠性研