微型机械以其特殊性能成为未来高精尖技术发展的支撑基础之一。随着应用环境日益复杂恶劣,其在极端环境下的安全性和可靠性,已经引起国内外学者的高度重视。为满足微型机械飞速发展的需求,要求对其动态力学的相关问题进行详细研究。 本项目研究内容分三部分。一、Hopkinson压杆实验技术的基础研究,解决采用Hopkinson压杆测试微型结构动态力学响应的适用性及测试中存在的二维效应、应力平衡、界面效应、尺寸效应等问题。二、微型机械在高过载环境下动态响应的测试方法,突破获取真实过载环境和准确测试数据的关键技术。三、典型微型机械抗高过载能力的评价方法,建立基于Hopkinson压杆技术的失效模式以及安全性和可靠性的评价方法。 通过研究,建立了一套能够进行微型结构动态响应的试验方法,提高了Hopkinson压杆加载技术的真实度和准确度,得到了脉宽100-1000μs、幅值大于10000g的加载范围,建立了基于Hopkinson压杆技术的微型结构的失效模式和安全性、可靠性的评价方法。研究结果为微型机械在高过载环境中的推广应用和抗高过载设计奠定了理论和实验基础。
英文主题词Impact load; dynamic response; MEMS; Hopkinson pressure bar; failure criterion