残余应力对MEMS器件的力学性能、可靠性和寿命都有较大的影响。基于MEMS电容式加速度计,采用热结构耦合场分析方法,对热应力的影响进行了仿真分析,并和实验结果进行比较。结果表明热应力不是影响器件性能的主要因素,而仿真模型中未考虑到的一些物理因素和工艺误差则可能是主要因素。针对课题组加速度计的制备过程从工艺的角度提出了相应的改进措施,为加速度计温度补偿模型的完善以及改版设计提供参考。

在大尺寸高频振动台的设计中,运用有限元法对其进行模态分析,通过比较其振型,进行优化设计,并对改进方案进行了谐响应分析,验证了模态分析的可靠性.最终解决了大尺寸与高频率之间的矛盾,得到了理想的大尺寸高频振动台的设计方案.

水下振动台用于模拟军舰装置外壳的振动,其台面上安装有声纳传感器,用于接收来自水下的声纳信号,要求振动台垂直台面方向的振动均匀.因此,为了保证在振动台整个工作频率范围内,驱动力大小设计的合理性以及垂直台面方向振动的均匀性,对台面的动态特性进行分析是非常必要的.从推导振动台台面流固耦合运动方程出发,通过有限元方法,计算了台面在空气中和水下振动的谐响应并得出各自的共振频率.计算结果表明,台面的设计必须充分考虑流固耦合的影响.

为了准确地对水声换能器进行动态校准,必须要具有声-振复合试验环境.本文提出了一种水声换能器动态校准的试验环境设计方案,并给出了整个动态校准系统总体设计思路.分析了实现试验环境各部分的设计要点,重点介绍了本试验环境的关键设备-水下振动台的设计方案.针对具体试验环境,主要包括稳定正弦振动试验和随机振动试验进行了分析研究.本研究将为更加复杂的声振环境研究提供准备.

升力体构型的尖锐边缘会产生恶劣的气动热环境,影响飞行器的结构强度并产生热应变和材料烧蚀现象,为此提出通过外切圆延伸钝化升力体的方法.对钝化前后构型进行数值模拟,通过灵敏度分析,研究钝化前后各设计参数对升阻比、壁面最大热流、容积、容积率的影响规律.以升阻比、容积、容积率的最大化为目标,优化未钝化外形.采用一致钝化法、非一致钝化法钝化优化后外形的尖锐边缘,分析钝化对气动力热特性的影响,对比2种钝化方法生成外形的气动性能差异.计算结果表明钝化不会改变设计参数对气动性能的影响规律.钝化半径越大,壁面最大热流密度越低,对热流的缓解能力越弱.边缘一致钝化后,下表面高压气体泄漏至上表面,升阻比下降,容积率升高.边缘非一致钝化后,相比未钝化外形,升力体下表面高压气体泄漏减少,升阻比略有升高,最大热流密度...