MEMS硅基环形波动陀螺抗高过载能力测试

作     者：刘玉 曹慧亮 张英杰 石云波 赵锐 李涛 LIU Yu;CAO Hui-liang;ZHANG Ying-jie;SHI Yun-bo;ZHAO Rui;LI Tao

作者机构：中北大学电子测试技术国防科技重点实验室山西太原030051 山西省军区数据信息室山西太原030013 

基　　金：航空科学基金项目(2019080U0002) 国家自然科学基金项目(51705477) 山西省留学回国人员科技活动择优资助重点项目(2018-008) 山西省高等学校青年学术带头人项目 装备预研兵器装备联合基金项目(6141B021304) 山西省应用基础研究项目(201801D221195) 山西省重点研发计划项目(201903D111005) 

出 版 物：《仪表技术与传感器》 (Instrument Technique and Sensor)

年 卷 期：2021年第2期

页      码：18-22页

摘      要：针对MEMS硅基陀螺在制导炮弹等高过载环境中的应用,以一种S形弹性梁支撑形式的陀螺结构为研究对象,建立了陀螺结构的冲击动力学方程。利用ANSYS对陀螺结构进行瞬态仿真,仿真结果显示该结构在X、Z方向承受的最大应力分别为232.10 MPa、219.04 MPa,远小于硅材料的极限许用应力(790 MPa)。实验室环境下利用马歇特锤对陀螺结构样品进行高过载试验,冲击幅值为13600 g。试验前后通过共聚焦显微镜观察陀螺结构表面形貌,结构完好无损;使用拉曼散射光谱系统对非真空封装的陀螺结构进行应力分析,测试点最大应力为276.65 MPa;对真空封装的陀螺结构驱动模态固有频率进行扫频测试,过载前后频率变化量小于0.05%。仿真和试验结果表明该陀螺结构设计合理且抗过载幅值大于10000 g。

主 题 词：MEMS陀螺仪 抗高过载 冲击模型 应力分析 拉曼光谱 测试 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

馆 藏 号：203102574...