引信MOEMS安保系统研究

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针对现有引信安全系统存在控制安全性低,抵抗引信内外干扰能力差的缺点,本文基于MOEMS技术和激光点火技术,提出了一种引信用MOEMS安保系统。该MOEMS安保系统主要由电路控制模块、安保机构模块和传爆序列模块组成。本文重点对安保机构模块进行研究。论文提出了MOEMS安保系统总体方案。MOEMS安保系统中的安保机构模块包括微机械离心保险机构和微电热驱动保险机构。对微机械离心保险机构中的弹簧质量块系统进行了理论分析,应用有限元软件ANSYS对微弹簧的受力特性进行了仿真计算,应用ADAMS软件对离心保险机构进行了抗过载特性仿真和运动过程仿真计算,仿真结果表明弹簧质量块系统能够可靠区分勤务环境和发射环境,且工作性能可靠。对微电热驱动保险机构中的电热执行器进行了研究,研究了不同形状的电热梁对驱动性能的影响。建立了V型梁的热变形数学模型,计算得出V型梁的位移和输出力公式,推导出V型梁的轴向应力公式。建立了电场、热场和结构场相互作用的多物理场耦合模型,并应用COMSOL Multiphysics软件对其进行多物理场耦合仿真分析,得到V型电热执行器的稳态特性结果,结果表明V型梁的倾角、组数和电压对输出位移有着不同的影响,对MOEMS安保系统中电热执行器的优化设计提供了依据。对光路模块中的光纤与光纤耦合效率进行了研究,采用几何光学的研究方法分析两根光纤对接时不同偏移量对耦合效率的影响。借助ZEMAX软件建立了非序列模式下的仿真模型,采用几何图像分析法和非序列追迹法对两种对接模式进行仿真分析,得到不同因素影响下的光纤耦合效率仿真分析结果。结果表明,在一定的偏移范围内,小芯径纤芯输入、大芯径纤芯输出对接模式耦合效率较高,激光能量传递特性较好。
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