周织建
- 作品数：14 被引量：27H指数：3
- 供职机构：南京理工大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程兵器科学与技术一般工业技术电气工程更多>>
- 平面曲折槽机构参数与结构阻尼系数关系模型被引量：3
- 2016年
- 针对传统曲折槽研究过分依靠仿真的问题,提出了曲折槽机构参数与结构阻尼系数关系模型。该模型建立了弹簧-质量-阻尼系统,分析了结构阻尼系数与载荷区分性能的关系,并根据结构阻尼系数与上升时间的关系推导出了曲折槽参数对于结构阻尼系数的影响趋势。通过ANSYS仿真与MATLAB曲线拟合,验证了以上推导的正确性。结果表明,当曲折槽倾角或锚槽间隙较小时(槽倾角2α<82.5°,锚槽间隙h<0.02mm),结构阻尼系数c随槽倾角、锚槽间隙增大呈递减趋势;当2α趋近于90°、h趋近于0.05时,阻尼系数c随着参数的增大而逐渐递增;当槽倾角或锚槽间隙进一步增大时,阻尼系数c随着参数的增大而持续减小。
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- 平面S型等线宽与渐变线宽微弹簧弹性系数分析被引量：1
- 2014年
- 针对微惯性器件中平面S型等线宽弹簧的弹性系数理论计算公式尚未完善,利用力学能量法,推导出了弹性系数理论公式。在平面S型等线宽弹簧基础上,提出了S型渐变线宽弹簧并推导出了弹性系数理论计算公式。利用ANSYS仿真软件验证公式的正确性。分析得到在集中力作用下,弹性系数相对误差小于3%;在惯性力作用下,其平均相对误差小于5%。分析表明,S型渐变线宽弹簧具有变形量与应力分布均匀、抗高过载的特性。研究结果为微惯性器件的优化设计提供了一定的理论参考。
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- 高冲击下微悬臂梁动态响应特性
- 2016年
- 针对高冲击下微构件动态响应特性的经典理论值与实验结果存在较大误差的问题,提出了高冲击下微悬臂梁尺寸效应模型并分析了其动态响应特性。该方法可描述微悬臂梁的弯曲特性、固有特性、动态响应特性的尺寸效应现象。实例分析表明,当微悬臂梁特征尺寸和内禀特征尺寸处于同一量级时,高冲击下微悬臂梁的弯曲挠度、固有频率、动态位移响应均表现出明显的尺寸效应现象,合理地解释了实验结果与经典理论值存在误差较大的问题。
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- 关键词：微悬臂梁尺寸效应应变梯度理论
- 平面S型微弹簧多轴向弹性系数分析被引量：3
- 2014年
- 针对在集中力作用下S型弹簧弹性系数理论公式不完善以及惯性力环境下弹簧弹性系数理论公式缺乏,推导了弹簧横向、纵向以及垂直方向弹性系数理论公式。利用仿真软件验证理论计算公式的正确性,分析得到在集中力作用下弹簧的弹性系数理论值与仿真值相对误差小于0.3%,惯性力作用下的弹簧弹性系数理论值与仿真值相对误差小于2%。分析表明,弹簧横向弹性系数随着环境力的增大而减小;在纵向惯性力作用下,与锚点相连弹簧U单元弹性系数最小以及最大正应力最大;在垂直方向惯性力作用下,弹簧垂直方向弹性系数随质量块体积增大而减小。
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- 关键词：平面微弹簧惯性力集中力
- 平面微弹簧性能比较研究被引量：2
- 2014年
- 针对平面微弹簧性能比较方法的缺乏,提出了弹簧柔度性能比较系数,通过在相等的弹簧占用结构面积情况下,分析C型、S型以及W型弹簧中任意两种弹簧柔度系数比的对数值分布情况。利用仿真软件验证了公式正确性,分析表明弹簧柔度性能比较系数理论值与仿真值相对误差小于5%。分析表明在S型弹簧与C型弹簧柔度性能比较系数以及C型弹簧与W型弹簧柔度性能比较系数为零情况下,弯梁夹角和弯半径与直粱(弯梁等效直粱长度)比值无关;在S型弹簧与C型弹簧柔度性能比较系数为零情况下,随夹角增大,弯半径与直粱比值先增大后减小。弯半径与直粱比值大小影响C型、S型、W型弹簧单位结构面积柔度系数顺序排列。
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- 关键词：微机电系统
- 多层UV-LIGA电铸镍材料的抗冲击性能被引量：4
- 2015年
- 为研究采用UV-LIGA（Ultraviolet Lithography,Galvanoformung,Abformung）技术制作的多层电铸镍的机械可靠性,对其进行了抗冲击性能分析。利用冲击试验台及信号采集系统测试了UV-LIGA多层电铸镍的抗冲击性能。实验分析得到其累积失效概率-加速度峰值曲线近似拟合于韦布尔统计分布,韦布尔系数γ=7.6,参考加速度为21 300g。当加速度为12 000~18 000g时,可靠性相对较高;当加速度为12 000~18 000 g时,累计失效概率增加较快;当加速度大于24 000g时,可靠性下降迅速。利用扫描电子显微镜（SEM）观察了试样,得到其主要的失效形式有分层、断裂、塑性变形以及黏连等。初步分析了失效原因,并提出了相应的优化设计方法,为UV-LIGA多层结构的设计提供实验依据。
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- 关键词：UV-LIGA抗冲击性能
- 新型双阈值高g值MEMS惯性开关（英文）被引量：1
- 2016年
- 在保证引信勤务安全性和正常发射可靠性前提下,为实现引信小型化而设计了一种新型无源双阈值高g值MEMS惯性开关,其主要包括能够识别两种典型加速度环境(载荷1∶15 000g-300μs,载荷2∶3000g-3ms)的环境识别模块M1和为后续电路可靠供电的通电模块M2。环境识别模块M1主要通过控制带有Z型齿的质量块与对应L型挡块之间的碰撞来确定质量块的运动位移,进而控制通电模块M2的工作情况。基于两种典型加速度环境对MEMS惯性开关进行了动力学仿真并优化,仿真结果表明所设计的开关在载荷1环境下保持断开,而在载荷2环境下可靠闭合。
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- 关键词：双阈值环境识别MEMS
- 基于柔性止动的MEMS惯性开关冲击可靠性强化被引量：6
- 2017年
- 为了提高MEMS惯性开关的冲击可靠性,提出了一种柔性止动结构。首先,利用连续接触力理论建立了止动碰撞模型,通过Simulink对模型进行仿真,研究开关在不同止动形式下的响应特性。接着,从空间占用和应力集中的角度对悬臂梁和平面微弹簧两种止动形式进行讨论,设计止动结构。最后,利用UV-LIGA工艺制作开关样机,通过落锤冲击系统对样机进行测试。碰撞接触力对于冲击可靠性至关重要,Simulink仿真结果表明柔性止动结构能够极大的延长碰撞接触时间,从而降低接触力。同时,采用柔性止动还改善了碰撞后的弹跳现象,提高闭锁稳定性。冲击试验表明,开关累积失效分布函数符合韦布尔分布,标度参数(参考加速度)α=29 600、形状参数β=8.2。相比无柔性止动的MEMS开关,提出的柔性止动明显改善了开关的抗冲击性能。对柔性止动的建模、仿真与试验为MEMS惯性开关的抗冲击设计提供了有益参考。
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- 关键词：微机电系统接触力
- 齿形结构的长脉冲敏感型微加速度开关被引量：4
- 2016年
- 针对智能武器电源管理系统对开关闭锁和断开的要求,提出了一种长脉冲敏感型微加速度开关。该开关带有齿形结构的悬空质量块和齿形导杆,通过质量块和导杆在运动过程中相互碰撞实现能量耗散,从而具有在高幅值窄脉冲加速度作用下保持断开,在低幅值长脉冲加速度作用下可靠闭锁的功能。介绍了开关结构和工作原理,对开关进行了理论分析和有限元分析,并对开关模型进行了简化。采用UV-LIGA技术制作了开关样机,利用样机试验和有限元分析相结合的方法验证了开关的功能。有限元仿真结果表明,该开关在3 000 g/3ms半正弦加速度作用下可靠闭锁。旋转台离心试验显示,开关的静态闭锁阈值为2 385.3 g^2 475.6 g。落锤冲击试验和有限元仿真结果均表明,开关在15 000 g/0.3ms半正弦加速度作用下没有闭锁。得到的结果表明该开关满足设计要求,能够应用于对加速度脉宽有区分要求的场合。
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- 关键词：微机电系统加速度开关
- 多层UV-LIGA惯性开关温度可靠性评估研究
- 2017年
- 为了评估采用UV-LIGA技术制作的多层MEMS惯性开关的温度可靠性,进行了可靠性强化试验。介绍了开关的结构特征、工作原理和制作工艺。建立了试验系统,对开关进行温度循环和振动冲击试验。利用扫描电子显微镜观察开关失效模式,并利用公式进行热应力分析。试验结果表明,开关主要失效模式为位错和分层。开关热应力分析结果表明,种子层为开关薄弱位置。结合可靠性强化实验和热应力分析结果,从结构设计和制作工艺角度提出了可靠性强化方法。该研究为应用于极限温度环境下的多层UV-LIGA惯性器件的设计与制作提供了试验依据。
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- 关键词：微机电系统惯性开关可靠性强化试验
