MEMS引信安全系统的微驱动器研究

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微驱动器作为系统中的重要组成元件正在不断地引起国内外学者的关注。本论文针对MEMS引信安全系统隔爆机构的微驱动器进行研究,隔爆机构采用MEMS工艺在基板上加工的平面结构,基板体积大小为25mm×25mm×2mm,要求其驱动必须同时满足小体积、大行程、大驱动力、非接触、适应复杂的引信系统环境等指标,采用电磁驱动较好地解决了此问题。本文主要进行了以下工作:(1)讨论了MEMS技术在引信方面的应用以及发展趋势,研究了MEMS领域的驱动原理及应用。(2)研究讨论了MEMS引信安全系统,归纳总结了引信安全系统中所用驱动器;基于安全系统隔爆机构对驱动器的性能要求,研究了各种电磁驱动形式,选择微型盘式电磁铁形式作为驱动。(3)利用电磁学及热传导理论初定电磁驱动器的结构主要参数,在MATLAB环境下绘制变化规律曲线,应用优化理论对其结构参数进行优化,并对三种驱动线圈产品进行数值计算与发热验算。(4)采用ANSYS软件进行电磁场有限元分析,利用二维建模的简便性进行定性分析,复杂三维建模进行静态电磁场定量分析,主要针对四种结构形式进行仿真分析、对整个隔爆机构和驱动进行整体建模分析、进行磁场干扰分析、利用APDL对所设计驱动器形式进行了结构优化。(5)对设计的电磁驱动器各部分材料参数进行确定并加工,进行平台搭建实验测试,对几种电磁驱动器进行定性驱动测试;并对加工驱动器的性能进行测试,加工驱动器性能满足要求。最后对全文进行了总结与展望。介绍了本论文研究的主要内容和创新点,指出了后续的研究工作。论文理论研究与实际实验相结合,取得了一定成果。
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