基于ANSYS的层压复合材料微传感器的仿真分析开题报告
2021-08-08 21:30:37
1. 研究目的与意义
分析层压复合材料微传感器器件的频率特性、振动模态,以及层压复合材料对器件工作性能的影响。此研究有能够说明层压复合材料的厚度比例,材料属性如何影响微机械谐振器件的频率和性能,有利于设计制造应用于车辆的高性能MEMS器件。
2. 国内外研究现状分析
自从1953年世界上第一部frp汽车gmcorvette制造成功以后,复合材料即成为汽车工业的一支生力军。当前,作为新材料前沿的复合材料逐步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料,并取得更加经济和安全的效果。
2001年6月在德国慕尼黑召开的国际固态传感器与执行器的学术讨论会上报告了一批微传感技术的最新进展。国外motorala公司的yushiiy等人在transducer97上报道的单片集成智能压力传感器堪称典范。这种传感器在1个soi晶片上集成了压阻式压力传感器、温度传感器、cmos电路、电压电流调制、8位mcu内核(68h05)、j0位模/数转换(a/d)器、8位数模转换(d/a)器,2k字节eprom、128字节ram,启动系统rom和用于数据通信的外围电路接口,其输出特性可以由mcu的软件进行校准和补偿,在相当宽的温度范围内具有极高的精度和良好的线性。endevrn公司在1977年提出了双岛结构式传感器,它可以实现应力集中,从而提高了压阻式压力传感器的灵敏度,可实现10kpa以下的微压传感器。国内中科院电子所、北京航空航天大学和西安交通大学从事将敏感元件与信号处理、校准、补偿、微控制器等进行单片集成,研制智能化的压力传感器的研究。同时国内在微加速度传感器的研制方面也作了大量的工作,如西安电子科技大学研制的压阻式微加速度传感器和清华大学微电子所开发的谐振式微加速度传感器。
2003年,黄俊钦、樊尚春和刘广玉在《微传感器最新发展》中指出传感器技术应用在许多领域,特别在航空航天和兵器工业,微传感器由于具有休积小、重量轻、功耗低和可靠性高等非常优越的技术指标而被广泛使用。2001年6月在德国慕尼黑召开的国际固态传感器与执行器的学术讨论会上报告了一批微传感技术的最新进展。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1)考虑层压复合材料微机械谐振器件,包括微梁、微圆环等几何形状。
(2)利用ansys软件建立层压复合材料微机械谐振器件的三维模型。
4. 研究创新点
研究层压复合材料的厚度比例,材料属性如何影响微机械谐振器件的频率和性能,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。使传感器具有更好的性能。