引信微机电气动换能器设计及性能数值分析

发布时间：2021-03-06 03:38

　　微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）技术作为科学研究的热点,目前广泛应用于各行各业中。射流发电机是新型的引信物理电源,其内部的换能器作为主要的产能部件对引信电源乃至引信系统能否正常发挥功效都起到了非常重要的作用。以射流发电机电磁换能器作为参考,结合压电悬臂梁结构和MEMS工艺,设计出一种新型的引信压电式气动换能器。本文提出了三种初始的换能器结构,利用FLUENT和ANSYS软件分别对其在6262.8Pa（0.3Ma风速对应的气流压力）作用下进行流体和静力学仿真分析,比较各结构中压电振子的振动效果,在此基础上对结构进行改进和优化,同时对压电振子进行结构外形设计。最终确定的换能器结构体积为3mm×1.5mm×lmm。对改进后的换能器结构经过仿真得到各压电振子的振幅分别为18.3μm、14.4μm、12.1μm和9.8gm,产生的瞬时电压分别为8.59V、5.418V、4.095V、3.691V。通过电能换算得出各压电振子的最大输出功率分别为：11.4μW、6.39μW、3.75μW、2.75μW,换能器的比功率为1.22×103W/m3... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

射流发电机的结构示意图

图1.2利用压电效应的射流发电机结构示意图用MEMS工艺技术为基础来设计本文的换情况，包括MEMS的定义、优点和在引信eroEleetroMeehaniealsystems的缩写形式，个功能单元，主要指利用微机械和微电子加感器、执行器以及信息处理和控制电路、电到的微系统能够对光、声、磁、热、力等一息处理等功能，并且各个部分可以被很好地

区1此本文1二要介，即迎山l空产t)J屯图2.1足弹九匕图2.】引信迎面空气压力图2.1中迎面空气压力的计算公式为:兀d，2凡一qee才.(八，一P0) (2.1)式 (2.1)中，只.表示迎面压力;C:是和外露引信零件形状相关的空气阻尼系数值，圆形平而零件的二值为0.75;祷指引信受到迎面空气压力部分的直径;八，为流动空气的压强;p。为在弹丸飞行高度上的大气压强。式 (2.1)中的(只，一p。)称为引零部件的空气压强值，当弹丸以低于声速吃行(马赫数Ma<l)时

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]引信压电发电机原理及试验研究[D]. 李映平.南京理工大学 2006

硕士论文
[1]基于MEMS的压电型微能量采集器的研究[D]. 董璐.上海交通大学 2007



本文编号：3066372