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高g值加速度环境微结构动态特性
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH825[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] O32[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]武汉科技大学机械自动化学院,武汉430081, [2]大连理工大学微系统研究中心,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(50535030); 电子测试技术国家重点实验室基金资助项目
中文摘要:

为研究微机电系统(Microelectro-mechanical systems,MEMS)中微结构在高g值加速度环境中的动态特性,研究高g值加速度环境微结构动态测试技术,建立高g值环境微结构动态测试装置,研制适用于高g值加速度环境的压电陶瓷底座激励装置,制备集成压阻元件的典型梁—质量块微结构,测试典型MEMS微结构在从常态到10000g加速度环境中动态特性及其变化规律。测试结果显示,在高g值加速度作用下,当微结构发生大变形处于非线性状态时,微结构谐振频率随加速度的增大而提高;而当微结构处于线性小变形状态时,微结构谐振频率不随外部加速度作用发生变化;在大变形及小变形状态下,外部高g值加速度载荷对微结构阻尼比均不产生明显影响。测试结果与采用应力刚化非线性有限元模型分析结果具有很好的一致性。

英文摘要:

To study the dynamic characteristics of micro electro-mechanical systems(MEMS) microstructures in high-g acceleration environment,the dynamic testing technology in high-g acceleration environment is systematically studied and the dynamic testing equipment is developed.The base excitation device which uses piezoelectric ceramic as the driving source is established.The typical beam─mass block microstructure which integrates the piezoresistive element is prepared.The dynamic characteristic and its change law of the typical MEMS microstructure in 0g to 10 000g acceleration environment are studied through experiments.The experimental results show that under the action of high-g acceleration,when the microstructure has large deformation,thus being in the nonlinear state,the natural frequency of the microstructure gets higher with the increase of acceleration;when the microstructure only has small deformation and is in linear state,its natural frequency does not change with the action of external acceleration.Whether in large or small deformation state,the external high-g acceleration has no effects on the damping ratios of the microstructure.The experimental result is in good agreement with the analysis result of nonlinear finite element modal with stress stiffening effect.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603