MEMS机械安保设计及其ANSYS仿真研究

摘要本文首先对MEMS机械安保层进行了结构设计，并详细阐述了机械安保层保险及解除保险执行机构的作用原理。所设计的机械安保层由微型机械隔板、预压缩滑块和卡销锁三部分组成，机械隔板由可动滑块和微型弹簧构成，采用微气体和微弹簧联合驱动的方式来实现解除保险的功能。利用ANSYS Workbench 软件对所设计的MEMS机械安全保险装置系统进行了仿真验证，包括微弹簧刚度的仿真以及机械安保层微弹簧和卡销模块的力学仿真。并对微弹簧进行仿真分析得到其刚度，并与推导出的理论公式计算结果进行比较，误差较小。对设计的5种结构的微弹簧和卡销模块进行力学仿真，确定出最佳的微弹簧结构和材料，并得到解锁卡销所需要的临界推动力，计算结果可用于指导计算产气药的理论装药量。 26971
关键词微机电系统机械安保装置 ANSYS仿真
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The Design and Simulation of Mechanical Safe&Arm Device
Abstract
This paper introduced the structure design of MEMS mechanical safe&arm layer, and expounded the action principle of safe state and armed state of S&A layer. It was composed of pre-compression slider, bayonet lock and micro spring. Driven by micro gas actuator and micro spring, the layer could be armed. ANSYS Workbench software was applied to simulate this designed MEMS mehanical S&A system, including stiffness of micro spring and mechanics of bayonet lock and micro spring. It shows that the micro spring stiffness simulating result is good agreed with the theoretical formula. The five types of micro spring structure and material were designed, and the best one was determined by mechanics simulation. The force of arming the bayonet lock was also computed, which can be used to direct the calculation of the quantity of gas agent.
Keywords MEMS   mechanical S&A   ANSYS simulation
目   次
1 绪论    1
1.1 研究背景    1
1.2 MEMS安全保险装置概述    2
1.3 MEMS安保装置技术国内外发展现状    3
1.4 本课题研究的内容    5
2 结构设计部分    6
2.1 灵巧火工品内嵌安保总体设计结构    6
2.2 MEMS机械安保层的设计和制备    6
2.3 本章小结    9
3 MEMS机械安保结构零部件性能仿真    10
3.1 仿真概述    10
3.2　仿真目的    10
3.3 平面微弹簧刚度分析与仿真    10
3.4 弹簧及卡销模块的仿真    23
3.5 本章小结    30
结论    31
致谢    32
参考文献33
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 MEMS概述
MEMS（Micro Electro Mechanical System）微机电系统技术于 20 世纪 60 年代初兴起，是指能够批量制作并且集成了微型器件或系统的技术，主要包括微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路等微型器件[1]。
微传感器感知外界的物理信号后，由传输单元进行转化得到所需要的各种电信号，进而通过控制电路进行处理。微传感器的工作原理见图1.1。

图1.1 微传感器的工作原理示意图 MEMS机械安保设计及其ANSYS仿真研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_21296.html