一、用于微机械的形状记忆合金薄膜工艺研究（论文文献综述）
党俊坡[1]（2021）在《光纤基底TiNi与TiNiCu记忆合金薄膜制备工艺研究》文中提出近年来,微型化、智能化、集成化且成本经济的微机电系统受到广泛关注。TiNi基形状记忆合金薄膜具有良好的形状记忆效应、超弹性、防腐蚀性及生物相容性,其相变会伴随着机械、物理、化学等性质的显着变化,例如屈服应力、弹性模量、硬度、电阻率、热膨胀系数和表面粗糙度等,由此开发出的光器件可用作微传感器;这类薄膜还具有灵敏度高、驱动力大、位移量大等特点,可用作微机电系统的驱动材料。覆盖有TiNi基记忆合金薄膜的光纤器件有望实现远程可控驱动功能,由此开发的微机电系统在深海探测、生物医学等领域有重要的应用价值。不同于传统的平面基底,光纤表面为直径微小的圆柱面,如何在其上制备质量良好的TiNi基记忆合金薄膜亟待探索。本论文主要研究采用磁控溅射法在光纤基底上制备TiNi与TiNiCu记忆合金薄膜的工艺,系统讨论了溅射工艺参数以及后续退火处理对薄膜质量的影响,对相关工艺进行了优化。具体研究内容如下:（1）制定出规范的薄膜制备工艺流程。针对所选的光纤基底为圆柱面不同于传统的平面基底、镀膜操作较难的问题,设计出专用的光纤镀膜掩膜装置,以在光纤基底圆周面制备出均匀的膜层。并且介绍了薄膜的表征方法。（2）研究了不同的制备工艺参数对光纤基底薄膜制备的影响。采用台阶仪对薄膜的膜厚进行测量,利用原子力显微镜对薄膜表面形貌进行分析,详细讨论了溅射功率、溅射压强和溅射时间对薄膜沉积速率、厚度、表面形貌的影响,在此基础上确定了最佳的制备工艺参数。（3）研究了薄膜的退火特性,并讨论了不同实验条件下制备的薄膜的成分以及相结构。利用X射线能谱分析仪对薄膜成分进行分析,利用X射线衍射仪对溅射态和退火后的薄膜相结构进行分析,探索溅射功率和退火温度对薄膜成分、表面形貌以及相结构的具体影响。
纪久祥[2]（2015）在《柔顺微夹钳的设计及特性分析》文中提出微纳米技术的迅速发展,对微细操作提出了更高的需求,进而推动了微操作机器人的广泛研究,微操作机器人外形尺寸不必太小,但能够实现微米甚至纳米级的精密运动及操作,在精密机械工程、微电子装配、微细加工、生命科学、遗传工程、光纤对接和微创手术等领域发挥着重要作用。由压电陶瓷驱动的柔顺微夹钳作为典型微操作系统的执行末端,具有结构紧凑、制造方便、易控制等特点,成为国内外研究的热点。因此,研究大位移输出量、结构紧凑、易控制的微夹钳,对促进我国高精尖技术的发展具有深远意义。本文依托于重庆大学机械传动国家重点实验室科研业务专项项目及上海市空间飞行器机构重点实验室开放课题,以易控制、大张合量的微夹钳为设计目标,创新设计了三级放大柔顺微夹钳,并针对该微夹钳开展了结构设计、静态分析、加工及试验等研究。本文的研究内容主要包括:应用柔顺机构学、精密仪器设计、机械原理、卡氏第二定理及材料力学等基本理论,研究了柔顺机构的组成及工作原理,设计了三级放大的柔顺微夹钳,建立了桥式放大机构输入及输出刚度模型。应用伪刚体模型法、自由体图解法、虚功原理等理论,建立了微/纳传动平台及微夹钳的伪刚体模型,分析了杠杆及平行导向机构受力情况,推导了杠杆-平行导向机构刚度模型及其位移放大比,确定了夹持力与输入力之间的关系。应用键合图理论,综合分析了柔顺机构中典型构件的键合图模型,揭示了微/纳传动平台及微夹钳的运动规律,研究了桥式放大机构及平行导向机构能量的传递,建立了平台及微夹钳的键合图模型,推导了其特征方程,并在此基础之上进一步获得了状态方程。分析了柔顺机构的加工方法及材料选择原则,并基于激光快速成型技术（3D打印）加工了柔顺微夹钳,利用Matlab/Simulink求解了平台及微夹钳的状态方程,获得了位移仿真曲线,搭建了微夹钳试验装置,研究了微夹钳输入输出性能,验证了所建键合图模型的正确性及其分析柔顺机构的可行性,并结合微操作系统阐述了所设计微夹钳的实际工程应用。
杨晶晶[3]（2013）在《空间曲线啮合齿轮增速装置设计》文中研究表明微机电系统（MEMS）是一个新兴的技术领域，它具有能耗低、结构微型化、智能化、功能多样化、灵敏度和工作效率高等优点，有广泛的应用前景。目前，微机电系统产品是具有高附加值的高科技产品。而微传动机构是微机电系统产品的关键部件，这就使得微机械传动技术的研究成为目前机械领域的研究热点之一。近年来，华南理工大学研究了一种基于新建立的空间曲线啮合理论的新型传动机构—空间曲线啮合齿轮传动机构。这种新型的微传动机构体积小，传动比大，可实现微小空间内同一平面任意角度交叉轴和平行轴之间的运动和动力传递。本文基于这种新型的微传动机构，针对目前市面上的玩具惯性车所使用的传统齿轮的增速比小、常采用二级或三级传动、结构复杂等问题，设计了一种空间曲线啮合齿轮增速装置，采用单级传动即可实现比较大的增速比，结构非常简单。本文完成的主要内容有：首先，阐述了空间曲线啮合齿轮增速装置的研究意义，介绍了国内外微机械传动技术和增速装置的研究现状，总结了空间曲线啮合齿轮研究课题组前期的研究成果。其次，在实际应用的条件下，详细地设计了一个空间曲线啮合齿轮增速装置。计算了传动机构的动力参数；基于空间曲线啮合原理，应用课题组前期的理论研究成果确定主动轮钩杆和从动轮钩杆的曲线方程并获得其曲线形状，并根据空间曲线啮合齿轮的基本参数计算公式确定传动机构的几何尺寸和结构；而后进行了轴和箱体的结构和几何尺寸设计，并建立了增速装置的三维装配模型。然后，在实体建模和装配的基础上，实现了增速装置的空间曲线啮合齿轮传动机构的运动仿真分析，从而验证了传动机构设计的正确性，能够实现连续稳定的传动。最后，对空间曲线啮合齿轮增速装置中的关键零部件进行了有限元分析。利用SolidWorks自带的有限元插件SimulationXpress，对主动轮和从动轮的钩杆、主动轴和从动轴分别进行了变形与应力分析，从而验证了设计方案的可靠性。
金才[4]（2013）在《MEMS执行器多场耦合分析》文中研究表明基于MEMS的多能域耦合特性，对MEMS执行器进行多场耦合分析，研究MEMS执行器在耦合场（如结构、静电和阻尼的耦合场）中的行为特性，为MEMS执行器的设计和应用提供参考和指导。首先探讨MEMS执行器多场耦合分析的方法，按照原理不同分为基于数学模型，基于宏建模，基于有限元法三种类型，阐述三类方法的原理，应用步骤和特点，为进行MEMS执行器多场耦合分析奠定基础。以静电驱动悬臂梁和静电驱动梳齿作为典型的MEMS执行器进行多场耦合分析。对静电驱动悬臂梁进行力学分析，吸合效应和气体阻尼的理论分析和推导，应用等效法求解动态特性和吸合电压，在COMSOL中进行静电-结构耦合分析，研究挠度与驱动电压的关系和结构对吸合电压的影响。对静电驱动梳齿进行电容和静电力的理论推导，在COMSOL中进行静电-结构耦合分析，研究梳齿位移与驱动电压的关系以及横向驱动和纵向驱动的差异。对应用引信环境力的MEMS执行器进行多场耦合分析。设计了一种应用引信双环境力（最大后坐过载系数12000，最大离心过载系数3948）的MEMS执行器和一种识别3000g和10000g两种前冲力环境的惯性开关。阐述这两种MEMS执行器的原理和结构，通过力学分析和基于ANSYS/LS-DYNA的动力学仿真验证可靠性，并在COMSOL中进行结构-阻尼耦合分析，研究不同气压下气体阻尼对运动的影响。
周顺[5]（2011）在《电阻阵列红外景物产生器微桥结构的材料及制作研究》文中提出动态红外景物模拟系统由于能够在实验室内对红外探测系统的动态性能进行测试与评估而受到国内外的重视。该系统的关键器件是红外景物产生器。目前，具有微桥结构的电阻阵列红外景物产生器由于具有宽光谱、大动态范围、高分辨率、高帧频、无闪烁等优点已成为国际上重点发展的红外景物产生技术。本文围绕电阻阵列红外景物产生器微桥结构所涉及的介电材料、电阻材料及低应力薄膜的沉积技术进行了系统研究，并采用微加工技术成功制作了160×120阵列的微桥结构，为今后器件的工程化制造打下良好的基础。研究的主要内容及结论如下：1．对介电材料氢化非晶硅（α-Si:H简写α-Si）薄膜的沉积技术及应力特性进行了研究。采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法沉积α-Si薄膜，研究了工艺参数对薄膜沉积速率及折射率的影响，重点研究了薄膜应力与工艺参数的关系。研究结果表明，SiH4气体流量与射频功率对薄膜的沉积速率及折射率影响显着；提高射频功率能够使薄膜从张应力转变为压应力且压应力随射频功率的增大而增大；提高压强能够使薄膜从压应力转变为张应力；应力随沉积温度的升高而增大；薄膜中H、SiH组态与SiH2组态含量随射频功率的增大而增大；通过调节射频功率大小是改变薄膜应力的较为方便的方法。通过优化工艺，获得了具有较小张应力薄膜的沉积工艺参数。2．对介电材料氮化硅（SiNx）、氧化硅（SiOx）薄膜应力及两者特性进行了对比研究。采用PECVD法沉积了低应力的SiNx与SiOx薄膜，分别研究了流量比、射频功率、压强等工艺参数与薄膜应力之间的关系。研究结果表明，对于SiNx薄膜，薄膜应力随SiH4/NH3或SiH4/N2流量比，射频功率的增大而减小，随压强的增大而增大，采用N2反应所得到的SiNx薄膜H含量低于采用NH3反应所得薄膜；对于SiOx薄膜，低的N2O/SiH4流量比、低的射频功率可以获得低应力的薄膜。对SiNx与SiOx薄膜的力学特性、热稳定性、吸收特性进行了对比。结果表明，SiOx薄膜具有相对低的杨氏模量与硬度，具有较好的热稳定性；SiOx薄膜红外吸收带的宽度较小且在9.4μm处具有最大的吸收系数2.18×104cm-1，而SiNx薄膜在11.6μm处具有最大的吸收系数1.61×104cm-1，两种薄膜在长波红外窗口812μm波段内吸收强度相当；SiOx、SiNx薄膜具有良好的干法刻蚀特性从而易于通过微加工方法来实现微桥结构的制作。3．对介电材料氮氧化硅（SiOxNy）薄膜进行了研究。采用PECVD法沉积SiOxNy薄膜，研究不同N2O/NH3流量比R时薄膜的组分、光学常数及红外吸收特性。随着流量比R的增加，SiOxNy薄膜中O的相对百分含量提高，N含量降低，而Si含量基本不变；薄膜由于Si-O、Si-N键形成的吸收峰峰值波长向短波（高波数）移动，变化范围为11.6μm（860cm-1）9.4μm（1063cm-1），且吸收峰的宽度先增大后减小。此外，薄膜的折射率与薄膜中H含量也随流量比R的增加而降低。相比于SiOx、SiNx薄膜，组分特定的SiOxNy薄膜的吸收峰最宽且在长波红外窗口812μm内吸收强度最大。SiOxNy薄膜本身具有低应力的特性，且应力可以通过改变N2O/NH3流量比来进一步调节。研究结果还表明，SiOxNy是一种优良的梯度折射率材料，可以同时具有低的薄膜应力与可见光范围内的低吸收特性。比较了本文所涉及的四种介电材料杨氏模量和硬度值。4．对电阻材料TiWN薄膜的沉积技术及特性进行了研究。采用射频溅射方法沉积了TiWN薄膜，深入研究了不同N2分压比（011%）对薄膜电阻率、组分与晶体结构的影响。同时，对薄膜的表面形貌、电阻温度系数（TCR）进行了研究。结果表明，当N2分压比由0增至6%时，薄膜的电阻率由117.5μ cm缓慢变化至675μ cm，当进一步增加N2的分压比，薄膜电阻率急剧增大。XPS测试表明随着N2分压比的增加，薄膜中N含量逐渐增大（当N2分压比为11%时，薄膜中N含量达到36%），从而引起薄膜结构的变化，此变化是薄膜电阻率改变的主要原因。随着N2分压比的增大，薄膜的晶体结构发生了明显变化，薄膜中β-W相转变为（Ti,W2）N的固溶相。XPS与XRD分析证明所沉积的TiWN（N2分压比为11%）薄膜是一个（Ti,W2）N的固溶相（形成WxTiyNz固溶体）。TiWN薄膜典型的TCR值为-391ppm/℃。AFM测试表明沉积的TiWN薄膜能够较好地复制基底的形貌。5．对电阻阵列红外景物产生器微桥结构的设计、制作及热学性能仿真进行了研究。微桥结构设计主要包括制作工艺工程中材料选择与版图设计。采用微加工技术制作了自支撑悬空的微桥结构。采用剥离方法对TiWN电阻薄膜进行了图形化并研制了160元线阵结构。在此基础上，采用表面工艺技术成功制作了160×120阵列微桥结构。最后，采用有限元分析的方法对微桥结构进行了热学性能的分析。分析结果表明，制作的微桥桥面具有良好的温度分布均匀性且热变形较小；在相同电功率下，SiOx低热导率薄膜材料的引入能显着提高桥面温度。
冀震晓[6]（2010）在《钛合金电火花加工脉冲电源的研究》文中指出钛与钛合金具有比强度高、耐蚀性好、热强度高、耐冲击等特点,在飞机、导弹、轮船、汽车、石油、化工、生物医学等领域被广泛应用。但钛合金导热性差,导致其切削加工性差。电火花加工方法作为一种非传统加工方法,在难加工材料的加工中具有很强的优势,特别是对于钛合金材料复杂型腔的加工,采用电火花成型加工具有较大的优越性。脉冲电源作为电火花加工机床的重要组成部分,影响着电火花加工的工艺指标。因此研制适合钛合金电火花加工的脉冲电源具有十分重要的意义。首先用传统电火花加工脉冲电源进行了一系列单因素实验,初步掌握了电火花加工钛合金的规律,为专用脉冲电源的设计做准备。分析实验结果发现,钛合金加工后表面有明显的凹坑,电极表面明显凸起,加工过程中放电集中现象严重。因此本文提出了一种不对称交变脉冲电源,利用不对称交变脉冲的作用使放电点转移,使放电分布均匀,从而实现钛合金零件高效、精密电火花加工。研制的不对称交变脉冲电源主要包括主振电路、驱动电路、功率转换电路和放电状态检测电路等几个部分。可以实现正向脉宽、负向脉宽、脉间在5μs-500μs可调,并且可以对放电状态检测信号进行及时的处理。放电主回路一共有九路MOSFET,前八路并联,第九路的作用在于产生交变不对称脉冲,以消除电火花加工钛合金的放电集中现象。最后对研制的脉冲电源进行了调试以及与常规单向脉冲电源的工艺对比实验。研究表明:其余加工条件相同时,不对称脉冲电源的加工效率高于单向脉冲电源的加工效率,电极相对损耗减小,验证了所设计的脉冲电源的可行性。
夏露[7]（2009）在《无阀微泵结构优化与仿真研究》文中研究表明微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术,是在微电子、微机械、生物工程和纳米技术基础上发展起来的一门全新交叉学科,其中微泵是微流体系统主要的基本组件之一。本论文主要针对微流体系统中对流体进行定量输运的需求,开展了基于MEMS的无阀微泵理论分析及仿真研究。扩散管/收缩管型微泵是比较典型的无阀型微泵,它以收缩和扩张的不同形状通道代替了单向阀,利用因流道不对称所引起的压力损失的不对称性来实现流体的泵送,而且结构简单,制作工艺成熟,因而引起了人们的普遍重视。本文对扩散管/收缩管的流体理论和流动特性进行了研究和分析,并运用FLUENT软件对扩散管/收缩管的角度、长度、宽度等因素对流量和效率的影响进行分析,并对扩散管/收缩管的结构进行优化。分析薄膜的振动模态,并对泵膜—流体耦合振动过程进行了理论分析,得出了耦合振动方程的近似解析解。在此基础上,利用PATRAN软件得出了不同阻尼系数,不同驱动力以及不同固有频率下的泵膜产生的位移、速度和泵流量的变化规律。应用FLUENT有限元流固间接耦合分析建立无阀微泵三维流场模型,得出泵腔内压力云图和速度矢量图,从而较为全面的认识了无阀微泵系统的流动特性。研究成果为压电驱动无阀微泵结构设计提供了理论依据,对于微泵结构的合理化设计具有重要的参考价值。
闫云飞[8]（2008）在《微型燃烧器内甲烷催化燃烧特性数值研究及实验》文中研究表明随着微电子机械系统（MEMS）技术日新月异的发展,微器件对许多领域的影响日趋明显,装置的微型化与微型系统的研究已成为当今研究的重要课题。近年来,国内外科研机构相继开展了微动力机电系统和微发动机的研究工作。它具有能量密度高、寿命长、体积小、重量轻、结构简单等优点。国内该领域的研究始于二十世纪九十年代中期,需要解决的科技难题还有很多。如微空间内可燃气体的流动、燃烧时间、燃烧效率和稳定性等可能与大空间内的燃烧有着完全不同的特性,这都需要进一步深入研究。甲烷燃料容易获得、价格低廉,在未来数十年内将是微型机电系统和气体发动机的主要燃料。微型燃烧器的尺寸较小、散热速率较大,可能使常规空间反应无法稳定进行,因此,研究微型燃烧器内甲烷预混流动和催化燃烧特性,可为微型发动机碳氢燃料燃烧技术打下基础。本文针对微系统内流动与燃烧的研究现状和存在问题,提出了微型燃烧器内碳氢燃料旋流预混催化重整燃烧技术,分析了微细尺度流动特性、催化重整及催化燃烧的反应机理。提出以燃料入口直径,旋、直流槽数量,次级燃料入口距离、数量等几方面因素来研究提高微型燃烧器预混腔的预混效果。探讨了了各参数变化时,各燃气出口速度、燃气出口速度分布均匀性、出口预混系数的变化规律,为设计快速高效的微型预混器提供理论依据。对预混方式及微燃烧器结构进行优化设计,增加了燃气在燃烧器内的停留时间,得到了甲烷、水蒸气在镍催化剂作用下在预混腔发生催化重整、积碳特性的变化规律。得出了影响其特性变化的控制参数（如催化温度、水碳比和质量流量）的适宜范围。针对不同的目的和催化反应,提出在微型燃烧器的预混腔和燃烧腔分别涂敷不同种类催化剂的催化燃烧策略。首次对滑移区内气体的流动与传热特性与Kn数关系进行了研究。提出可用反应对CO和CO2选择性的指标,来辅助评价和分析各因素变化时甲烷催化燃烧效率和热值利用率的高低。微细尺度条件下可以忽略空间反应对整个催化反应的影响。得到了催化壁面温度、nCH4/O2摩尔比和质量流量变化时,甲烷催化燃烧效率、反应对CO和CO2选择性、热值利用率的影响规律。对如何提高微细尺度下催化燃烧的燃烧效率和热值利用率具有重要的参考价值。首次考察了燃烧腔不同催化壁面、流动不均匀性、混合不均匀性对催化燃烧的影响。得到了在文中特定燃烧腔结构下,催化温度、甲烷与氧气摩尔比和甲烷质量流量各因素变化时,不同催化壁面对甲烷催化燃烧效率的贡献情况。为了兼顾催化燃烧效率和催化成本,提出了催化剂在不同催化壁面的涂敷策略。得到了流动不均、混合不均以及氢气量对甲烷催化燃烧和催化剂使用寿命的影响规律。为提高微细尺度下催化燃烧效率和降低催化成本提出了有效的解决措施。对微型燃烧器的预混腔和燃烧腔进行了结构优化设计,采用电火花加工工艺加工微燃烧器,搭建了微型燃烧器实验台,优化了系统,提高了微细尺度燃烧的稳定性、燃烧效率和可操作性。对不同微孔、不同流量下甲烷的扩散和预混燃烧火焰进行了实验研究。研究分析了不同工况下微火焰的形状、分布和颜色的变化情况。实验得到了火焰长度随甲烷流量、微孔孔径、微孔出口处雷诺数的变化规律。探讨了吹熄速度、淬熄速度、火焰的稳燃范围随孔径变化关系以及火焰长度/孔径之比随微孔出口雷诺数的变化规律。在实验系统提供的稳定高温环境下,研究了催化温度、CH4/O2摩尔比以及质量流量等不同因素对甲烷催化燃烧效率的影响,并分析了与数值模拟的异同。进一步揭示了散热损失在微细尺度催化燃烧中的重要作用。为微细尺度下碳氢燃料催化燃烧特性的研究提供重要的参考价值和实验基础。本文较系统地研究了微细尺度内流动、预混,催化重整及燃烧问题、研究分析了微孔燃烧火焰形状、结构及熄灭特性,微型燃烧器在稳定的高温环境中的催化燃烧等,提出了提高微细尺度预混、催化重整燃烧效率、充分利用微空间换热、减少散热损失的措施,并得到了相关影响因素的变化规律。有助于推进微细尺度催化燃烧特性的深入研究,充实和丰富了微细尺度催化燃烧的研究成果,也为相关技术（微旋流预混技术、微细尺度催化重整与燃烧等）的开发与应用提供了重要的参考依据。为微型发动机碳氢燃料燃烧技术打下基础,对推动微型发电动力系统的发展,具有重要的学术价值和工程应用价值。
孙英[9]（2007）在《超磁致伸缩致动器的神经网络控制与动态模型及实验研究》文中提出超磁致伸缩致动器具有应变大、推进力大、快速响应、纳米分辨率等优点,在超精密定位、机器人、减振控制等领域有着广阔的应用前景。然而,超磁致伸缩致动器的外加磁场与输出位移存在着显着的磁滞非线性现象,这给其应用带来很大困难。本文选择了“超磁致伸缩致动器的神经网络控制与动态模型及实验研究”这一既具有科学价值又具有工程实际意义的课题,以期实现致动器的精密控制及广泛使用。本文的主要工作如下:1.将RBF神经网络、DRNN神经网络和模糊RBF神经网络应用于超磁致伸缩致动器的动力学特性辨识中,比较仿真结果可以看到,模糊RBF神经网络的辨识能力较强,辨识效果较好,调整参数较少。2.在不同频率、不同幅值输入信号下,超磁致伸缩致动器的磁滞非线性非常不同,为此构建了在线磁滞补偿控制器,采用反馈误差法神经网络监督控制对超磁致伸缩致动器磁滞非线性进行补偿。在该方法中分别采用了DRNN、RBF和模糊RBF三种神经网络作控制器,仿真结果显示,采用DRNN神经网络时补偿性能较好。3.构建了带有非线性预测模型神经网络自适应PID控制,利用辨识效果较好的模糊RBF神经网络对被控对象进行非线性模型预测,利用BP神经网络对PID控制器的参数进行整定优化,将参数优化的PID作为反馈控制器,来补偿神经网络的映射误差并抑制扰动,以提高位移控制性能。由仿真结果可以看到,带有非线性预测模型的前馈补偿PID控制消除了致动器磁滞非线性的影响,控制效果较好。所提控制策略不需要知道超磁致伸缩致动器的数学模型,能实时跟随超磁致伸缩致动器动态特性的变化,对参考输入的变化具有很强的适应性,易于工程实现。4.通过分析致动器的Terfenol-D棒、弹簧和输出顶杆的机械阻抗,基于压磁方程和振动理论,建立了致动器的动态线性模型,计算了致动器输出位移随时间的变化关系。驱动磁场频率在0-200Hz范围内,计算结果可以较好地描述致动器在有偏置磁场和无偏置磁场条件下的输出位移特性。驱动磁场频率在200-2200Hz范围内,建立的动态模型可以基本描述致动器在无偏置磁场条件下驱动磁场不同频率时输出位移随时间的变化关系。所建立的模型对于超磁致伸缩致动器的设计、优化与控制具有较大的指导作用。5.利用所研制的致动器,在有偏置磁场和无偏置磁场情况下,对致动器的动态输出位移特性进行了实验研究。研究发现驱动磁场频率在200Hz以下时,在相同的电流幅值时,致动器的输出位移幅值随着电流频率的增加而减小。当驱动磁场频率小于200Hz时,有偏置磁场时致动器的输出位移与输入电流之间无倍频现象,无偏置磁场时有倍频现象。当驱动磁场频率800Hz以上时,实验发现有偏置磁场和无偏置磁场对致动器的输出位移幅值影响较小,并且发现致动器的输出位移均存在倍频的新现象。通过实验,揭示了超磁致伸缩致动器在频率域的输入输出特性,为致动器的优化与应用奠定了基础。
黄海[10]（2007）在《微型轴承—转子系统动力特性的研究》文中提出1987年,加州大学伯克利分校研制成功第一台静电微马达,标志着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）时代的到来。MEMS的出现在旋转机械领域带来了一场微小型化革命,以加工微/纳米旋转机械结构和系统为目的的技术应运而生,促进了微转子系统的长足发展,并逐渐成为MEMS研究的热点。作为MEMS的动力源,微马达一直是研究的热点问题。大功率、高转速马达的发展,对转子和轴承间的润滑技术提出了更高的要求。气浮轴承能够满足其相应的要求,如工作转速高、运行阻力低、运行时几乎没有磨损等。因此气浮轴承在微型高速转子的支撑系统中具有独特优势。国际上,诸多着名院所正致力与该领域的理论研究与实用探索。当前微旋转机械的研究主要集中在微转子系统结构的加工工艺与制造、静态特性分析和测量方法等方面。而针对微转子-轴承系统的动力学特性,尤其是振动特性、摩擦磨损特性、动力润滑特性、动态测试和控制技术及可靠性等方面的研究还很少或尚未涉及。与常规宏观机械理论研究不同,MEMS系统具有突出的微尺度效应。它的问世和发展对转子-轴承的动力学提出新的挑战,加强对微转子-轴承动力学的理论和实验研究是一个迫切的课题。因此,本课题的研究对促进微转子动力学发展,加快微旋转机械应用和产业化的步伐,提高使用效率和可靠性具有重要的学术和应用价值。论文的主要内容包括:微机械的历史和发展简介,对微型转子系统的摩擦磨损特性研究,微观条件下气流机制及分子动力学模型分析,气流速度滑移效应对微型气浮轴承性能的影响,微型气浮轴承-转子系统的稳定性分析和动态响应,电磁型薄膜微马达的振动特性的相关实验研究。首先,论文第一章概述了微旋转机械的国内外研究现状,介绍微机械的发展历史和背景。分析微观条件下各种不同动力驱动方式的特点,介绍微马达研究的情况,特别是介绍动力MEMS的发展,重点探讨微尺度效应对各种动力驱动特性的影响。针对微型旋转机械,分析MEMS情况下的转子动力学及其非线性特性,讨论微旋转机械中出现的摩擦磨损与润滑问题。根据对微型气浮轴承在MEMS环境下应用现状的总结,分析了微型气浮轴承的设计与制造、力学特性以及微观效应对微型气浮轴承的影响。文中第二章讨论了微观状态下摩擦与磨损特性的改变及其对微转子系统性能的影响。随着尺度变小,弹性接触时的摩擦系数呈近似指数增大,塑性接触时的摩擦系数呈近似指数增大或减小;磨损系数随着尺度减小而减小。针对微转子平端枢轴模型、锥形枢轴模型和球形枢轴模型三种模型,根据Archard定律,分析不同模型下的摩擦磨损特性及摩擦力矩对微转子系统的影响,发现各种枢轴模型的线磨损率和体积磨损率与操作变量和形状参数有关。针对微电机中典型的转子轴衬摩擦磨损问题,以半球形轴衬为研究对象,分析了微转子轴衬的摩擦磨损特性和轴衬-极板接触副的接触动力学特性,研究了接触副几何结构参数和操作参量对微转子系统摩擦磨损特性的影响,研究结果表明:微转子轴衬偏离转子中心的距离和转子轴衬的半径对线磨损率和体积磨损率的变化都有一定的影响,改变微转子轴衬的几何结构可用于改变系统的摩擦磨损行为,减小轴衬半径或增大轴衬偏离转子中心的距离可以减少摩擦磨损,但同时也会引起线磨损率和体积磨损率增大。在第三章中,利用微观效应对传统Reynolds方程进行修正,并对气流的无量纲流量进行对比分析。根据微加工工艺的特性,微型气浮轴承轴承与转子间的最小间隙达到微米量级甚至更小,在该尺度下,气膜厚度与气体分子的自由行程相当。气流连续的假设在MEMS系统中遇到新的问题,相比之下,滑移流机制更符合实际情况,此时气流在固体边界上发生速度滑移现象。此外,为了提高模拟分析精度,可变硬球分子模型（variable hard sphere, VHS）和可变软球分子模型（variable soft sphere, VSS）成为微观流体力学中两个主要的分子动力学模型。将VHS模型和VSS模型与滑移流模型结合,得到一阶滑移流、二阶滑移流和1.5阶滑移流情况下修正的Reynolds方程。利用解析法对微流体的无量纲流量进行对比分析,发现各种流体模型的流量与逆努森数密切相关。当逆努森数减小时,连续流得到的结果存在明显误差。几种模型在不同逆努森数范围下将分别得到最佳模拟结果。在论文第四章中研究了微型气浮轴承（包括微型气浮径向轴承和微型气浮推力轴承）的力学特性,重点分析了滑移流效应对轴承性能的影响。利用有限差分法对修正的Reynolds方程进行求解,可以得到微型气浮轴承的气压、承载能力、偏位角。根据第三章分析的结论,针对径向轴承和推力轴承,分别选取二阶滑移流和1.5阶滑移流进行分析,并与连续流与一阶滑移流模型结果进行对比,讨论滑移流效应对轴承力学性能的影响。发现滑移流效应明显降低了气压分布,由此导致承载能力降低。在微型气浮推力轴承的分析中,发现滑块尾部的扩散作用导致低于环境气压区域的存在;另一方面由于滑块表面速度随半径而发生变化,因此引起气压分布峰值和谷值略微向半径增大的方向偏移。论文第五章主要研究微型气浮径向轴承支撑的微型转子系统的稳定性问题。微型马达依靠稳定的工作状态来提供平稳的功率输出,因此要求轴承-转子系统能够高速旋转并能抵抗轻微的扰动。当转子受到轻微扰动时,认为轴承力增量与扰动位移成线性关系,由此给出系统线性运动方程,并根据方程右端矩阵的特征值来得到失稳转速。为了得到准确的动态响应,采用非线性轴承力对受扰转子进行数值模拟。结果表明,转子转速对系统稳定性起决定性作用,当工作转速不低于线性失稳转速时才能保证系统稳定工作。受多种因素制约,实际转子总会存在质量偏心。对于高速工作的微型转子,质量偏心对转子系统稳定性产生显着影响。质量偏心率增大时,转子系统的稳定工作转速区间减小,其涡动幅值增大。当质量偏心超过一定程度后,转子系统不能保持稳定工作状态。最后,实验结果分析:利用干摩擦轴承支撑的电磁型薄膜微马达（直径为2mm,6mm）,在较长时间的运转过程中都会出现严重的摩擦,产生发热问题,导致系统不能长时间运行;随着微转子转速的升高,摩擦力增大,定转子间发生碰撞作用,未发生碰摩的时间和发生碰摩时的接触时间越来越短,碰摩越来越频繁,并且,碰摩的不断加重,带来系统严重的发热,最终证明很难提高转速。本文的研究方法和结论对认识并促进MEMS下影响微型旋转机械的摩擦磨损特性,MEMS下的微流体机制与相应的修正方程,微型气浮轴承力学性能,微型转子系统的稳定性分析与动力响应,以及微转子振动特性测试等方面的发展具有一定的科研参考价值。
二、用于微机械的形状记忆合金薄膜工艺研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用于微机械的形状记忆合金薄膜工艺研究（论文提纲范文）
（1）光纤基底TiNi与TiNiCu记忆合金薄膜制备工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆合金的研究现状 |
| 1.2.2 光纤在微机电系统中的研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 形状记忆合金薄膜制备和表征的基本方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用的制备方法 |
| 2.3 制备工艺流程 |
| 2.3.1 总体工艺流程 |
| 2.3.2 高真空多靶平行溅射镀膜设备 |
| 2.3.3 光纤镀膜掩膜装置 |
| 2.3.4 光纤基底的预处理 |
| 2.3.5 溅射靶材 |
| 2.4 薄膜的表征 |
| 2.4.1 厚度的测量 |
| 2.4.2 晶体结构分析 |
| 2.4.3 表面形貌测试 |
| 2.4.4 成分分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 薄膜制备工艺及参数优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 溅射功率对薄膜沉积速率的影响 |
| 3.3 溅射压强对薄膜表面形貌及沉积速率的影响 |
| 3.4 溅射时间对薄膜表面形貌的影响 |
| 3.5 制备工艺参数的优化 |
| 3.5.1 溅射压强的优化 |
| 3.5.2 溅射功率的优化 |
| 3.5.3 靶材与基片的距离 |
| 3.5.4 背底真空度 |
| 3.5.5 Ar气流量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 薄膜的退火特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 薄膜的晶化退火工艺 |
| 4.3 退火温度对薄膜表面形貌的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 薄膜成分与相结构的分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 薄膜成分分析 |
| 5.2.1 溅射功率对TiNi薄膜成分的影响 |
| 5.2.2 TiNiCu薄膜成分 |
| 5.3 相结构分析 |
| 5.3.1 TiNi基形状记忆合金薄膜的相变行为 |
| 5.3.2 溅射态薄膜相结构 |
| 5.3.3 退火后薄膜相结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（2）柔顺微夹钳的设计及特性分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微夹持器的研究现状 |
| 1.2.1 微夹持器国内研究现状 |
| 1.2.2 微夹持器国外研究现状 |
| 1.3 基于压电陶瓷驱动的微夹钳的国内外研究现状 |
| 1.3.1 微夹钳分类 |
| 1.3.2 基于压电驱动微夹钳的国内外研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 柔顺机构基本原理及键合图理论 |
| 2.1 自由体图解法与虚功原理 |
| 2.2 键合图的基本概念 |
| 2.3 柔顺机构中典型构件 |
| 2.3.1 柔性铰链 |
| 2.3.2 压电陶瓷驱动器 |
| 2.3.3 微位移放大机构 |
| 2.3.4 柔顺平行导向机构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微夹钳的结构设计及静力学特性分析 |
| 3.1 柔顺微夹钳的结构设计 |
| 3.2 桥式放大机构刚度分析 |
| 3.2.1 输入刚度 |
| 3.2.2 输出刚度 |
| 3.3 杠杆-平行导向机构刚度分析 |
| 3.4 微夹钳刚度及放大比 |
| 3.4.1 输入输出刚度 |
| 3.4.2 放大比 |
| 3.5 微夹钳夹持力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 键合图理论在柔顺机构中的应用 |
| 4.1 柔顺机构的键合图模型 |
| 4.2 柔顺微/纳传动平台的键合图模型 |
| 4.2.1 平台伪刚体模型 |
| 4.2.2 桥式放大机构键合图模型 |
| 4.2.3 双平行导向机构键合图模型 |
| 4.2.4 平台X/Y/Z向键合图模型 |
| 4.3 微/纳传动平台X/Y/Z向移动状态方程 |
| 4.4 微夹钳键合图模型及状态方程 |
| 4.4.1 键合图模型 |
| 4.4.2 微夹钳状态方程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 柔顺机构加工、仿真与试验 |
| 5.1 材料的选择 |
| 5.2 加工方法 |
| 5.2.1 电火花线切割 |
| 5.2.2 激光快速成型 |
| 5.2.3 激光快速成型技术加工微夹钳 |
| 5.3 有限元仿真及状态方程求解 |
| 5.3.1 微/纳传动平台及微夹钳的有限元仿真 |
| 5.3.2 微/纳传动平台及微夹钳状态方程求解 |
| 5.4 试验研究 |
| 5.4.1 试验装置 |
| 5.4.2 微/纳传动平台的位移输出试验分析 |
| 5.4.3 微夹钳试验分析 |
| 5.5 微夹钳的工程应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 |
（3）空间曲线啮合齿轮增速装置设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 本课题的研究意义 |
| 1.3 微传动和增速装置的国内外研究现状 |
| 1.4 本文的创新性 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 空间曲线啮合齿轮的基础理论及应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间曲线啮合齿轮的基本设计理论 |
| 2.3 空间曲线啮合齿轮制造技术的研究 |
| 2.4 空间曲线啮合齿轮的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 增速装置的机构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传动机构的动力参数 |
| 3.3 空间曲线啮合齿轮的结构设计 |
| 3.3.1 空间曲线啮合齿轮的材料选择 |
| 3.3.2 空间曲线啮合齿轮的曲线方程及设计参数 |
| 3.3.3 空间曲线啮合齿轮的钩杆曲线 |
| 3.3.4 空间曲线啮合齿轮的实体建模 |
| 3.4 轴的设计 |
| 3.5 箱体的设计及装配 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 增速装置传动机构的运动仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SolidWorks 软件简介 |
| 4.3 空间曲线啮合齿轮传动机构的运动学仿真 |
| 4.3.1 机构软件仿真的过程 |
| 4.3.2 空间曲线啮合齿轮传动副的结构 |
| 4.3.3 空间曲线啮合齿轮传动机构的啮合运动 |
| 4.3.4 机构运动学的仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 关键零部件的有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元简介 |
| 5.2.1 有限元法 |
| 5.2.2 有限元分析软件 |
| 5.3 关键零部件的有限元分析 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 前处理 |
| 5.3.3 主动钩杆的有限元分析 |
| 5.3.4 从动钩杆的有限元分析 |
| 5.3.5 主动轴的有限元分析 |
| 5.3.6 从动轴的有限元分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 1 本文的主要工作和结论 |
| 2 今后研究的方向与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）MEMS执行器多场耦合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 MEMS 执行器的工作原理和应用 |
| 1.3 多场耦合分析的国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 MEMS 执行器多场耦合分析的方法 |
| 2.1 基于数学模型的多场耦合分析方法 |
| 2.1.1 基本物理场的数学模型 |
| 2.1.2 耦合场的数学模型 |
| 2.1.3 多场耦合问题的数学建模和求解 |
| 2.2 基于 MEMS 宏模型的多场耦合分析方法 |
| 2.2.1 节点分析法 |
| 2.2.2 等效电路法 |
| 2.2.3 现代硬件描述语言宏模型 |
| 2.2.4 黑箱分析法 |
| 2.3 基于有限单元法的多场耦合分析方法 |
| 2.3.1 基于 COMSOL Multiphysics 的多场耦合分析 |
| 2.3.2 基于 ANSYS 的多场耦合分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 典型 MEMS 执行器的多场耦合分析 |
| 3.1 静电驱动悬臂梁的多场耦合分析 |
| 3.1.1 静电驱动悬臂梁的静力分析 |
| 3.1.2 吸合效应 |
| 3.1.3 气体阻尼 |
| 3.1.4 静电驱动微悬臂梁的数值解法 |
| 3.1.5 基于 COMSOL 的静电-结构耦合分析 |
| 3.2 静电驱动梳齿的多场耦合分析 |
| 3.2.1 静电驱动梳齿的结构 |
| 3.2.2 静电驱动梳齿的电容和静电力计算 |
| 3.2.3 基于 COMSOL 的静电-结构耦合分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 应用引信环境力 MEMS 执行器的多场耦合分析 |
| 4.1 MEMS 执行器所应用的引信环境力 |
| 4.1.1 发射后坐力 |
| 4.1.2 飞行离心力 |
| 4.1.3 侵彻环境力 |
| 4.2 一种应用引信双环境力的 MEMS 执行器的多场耦合分析 |
| 4.2.1 MEMS 执行器的结构及工作原理 |
| 4.2.2 MEMS 执行器的静力学分析 |
| 4.2.3 MEMS 执行器的动力学仿真 |
| 4.2.4 基于 COMSOL 的结构-阻尼耦合分析 |
| 4.3 可区分两种引信前冲力环境 MEMS 惯性开关的多场耦合分析 |
| 4.3.1 开关结构及工作原理 |
| 4.3.2 MEMS 惯性开关的静力分析 |
| 4.3.3 MEMS 惯性开关的动力学仿真 |
| 4.3.4 基于 COMSOL 的结构-阻尼耦合分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）电阻阵列红外景物产生器微桥结构的材料及制作研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 动态红外景物模拟系统简介 |
| 1.3 红外景物产生器技术 |
| 1.3.1 不同类型的红外景物产生器 |
| 1.3.2 各种技术的优缺点 |
| 1.4 红外景物模拟系统的研究现状 |
| 1.5 电阻阵列红外景物产生器的研究 |
| 1.5.1 相关理论基础 |
| 1.5.2 产生器的三种具体结构形式 |
| 1.5.3 微桥结构中的材料及要求 |
| 1.5.4 微桥结构研究的现状及发展重点 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 低应力氢化非晶硅薄膜的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜应力概述 |
| 2.2.1 产生的机理 |
| 2.2.2 薄膜应力特性 |
| 2.2.3 应力测量方法 |
| 2.2.4 薄膜应力控制技术 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.4 薄膜沉积速率及折射率的研究 |
| 2.4.1 正交实验设计 |
| 2.4.2 正交实验结果与分析 |
| 2.4.3 气体流量对沉积速率和折射率的影响 |
| 2.4.4 射频功率对沉积速率和折射率的影响 |
| 2.5 薄膜应力研究 |
| 2.5.1 射频功率对应力影响 |
| 2.5.2 沉积温度对应力影响 |
| 2.5.3 压强对应力影响 |
| 2.5.4 薄膜红外光谱分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 低应力氧化硅、氮化硅薄膜的研究与特性对比 |
| 3.1 低应力薄膜的沉积技术 |
| 3.2 氮化硅薄膜的应力研究 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 采用氨气反应的薄膜应力 |
| 3.2.3 采用氮气反应的薄膜应力 |
| 3.2.4 两种方式沉积薄膜的特性对比 |
| 3.3 氧化硅薄膜的应力研究 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 薄膜应力与工艺参数关系 |
| 3.3.3 典型样品的 XPS 分析 |
| 3.4 两种薄膜特性对比 |
| 3.4.1 力学特性 |
| 3.4.2 热稳定性 |
| 3.4.3 红外吸收特性 |
| 3.5 薄膜光谱辐射特性测试初探 |
| 3.6 薄膜刻蚀 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 氮氧化硅薄膜的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果及讨论 |
| 4.3.1 薄膜 XPS 分析 |
| 4.3.2 红外吸收光谱分析 |
| 4.3.3 折射率分析 |
| 4.3.4 力学特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TiWN 薄膜的沉积及特性研究 |
| 5.1 器件对电阻材料的要求及现状 |
| 5.1.1 器件对电阻材料的要求 |
| 5.1.2 电阻材料的研究现状 |
| 5.2 TiWN 薄膜的沉积 |
| 5.3 TiWN 薄膜电学性能测试及表征 |
| 5.3.1 薄膜厚度的测量 |
| 5.3.2 薄膜电阻率与电阻温度系数测试方法 |
| 5.3.3 不同氮气分压比下的电阻率 |
| 5.3.4 典型薄膜的电阻温度系数 |
| 5.3.5 XPS 测试 |
| 5.3.6 XRD 测试 |
| 5.3.7 AFM 测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 红外景物产生器微桥结构的设计、制作及仿真 |
| 6.1 微桥结构的设计 |
| 6.1.1 微桥结构设计考虑 |
| 6.1.2 微桥结构制作过程中的材料选择 |
| 6.1.3 微桥结构版图设计 |
| 6.2 微桥结构的制作 |
| 6.2.1 自支撑悬空结构的制作 |
| 6.2.2 电阻 TiWN 薄膜图形化的研究 |
| 6.2.3 160 元线阵结构研制 |
| 6.2.4 160×120 阵列微桥结构制作过程 |
| 6.2.5 芯片上微桥结构阵列器件的制作 |
| 6.3 微桥结构的有限元分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（6）钛合金电火花加工脉冲电源的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 钛合金电火花加工技术研究现状 |
| 1.2.1 钛合金电火花加工技术的国外研究现状 |
| 1.2.2 钛合金电火花加工技术的国内研究现状 |
| 1.3 钛合金电火花加工脉冲电源的现状和发展趋势 |
| 1.3.1 国外钛合金电火花加工脉冲电源现状和发展趋势 |
| 1.3.2 国内钛合金电火花加工脉冲电源现状和发展趋势 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 钛合金电火花加工脉冲电源方案的提出 |
| 2.1 电火花加工的理论基础 |
| 2.2 电火花加工工艺规律 |
| 2.2.1 电源相关参数对加工速度的影响 |
| 2.2.2 电源相关参数对表面粗糙度的影响 |
| 2.2.3 电源相关参数对电极损耗的影响 |
| 2.3 钛合金常规电火花加工实验 |
| 2.3.1 脉宽对钛合金电火花加工的影响 |
| 2.3.2 脉间对钛合金电火花加工的影响 |
| 2.3.3 峰值电流对钛合金电火花加工的影响 |
| 2.4 不对称交变脉冲电源总体设计 |
| 2.4.1 不对称交变脉冲电源设计思想 |
| 2.4.2 对脉冲电源的总体要求 |
| 2.4.3 脉冲电源的组成 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不对称交变脉冲电源的设计 |
| 3.1 不对称交变脉冲电源总体结构 |
| 3.2 上位机控制模块的设计 |
| 3.3 主振模块总体设计 |
| 3.4 单片机系统设计 |
| 3.4.1 单片机硬件电路的设计 |
| 3.4.2 单片机程序的设计 |
| 3.5 脉冲发生器系统设计 |
| 3.5.1 可编程逻辑器件的选择 |
| 3.5.2 脉冲发生器硬件设计 |
| 3.5.3 CPLD 软件的设计 |
| 3.6 驱动放大电路和放电主回路设计 |
| 3.6.1 功率开关管的选择 |
| 3.6.2 驱动放大电路 |
| 3.6.3 放电主回路 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 放电状态检测电路的设计 |
| 4.1 电火花加工放电状态划分 |
| 4.2 常用放电状态检测法 |
| 4.2.1 门槛电压检测法 |
| 4.2.2 击穿延时检测法 |
| 4.2.3 高频分量检测法 |
| 4.3 不对称脉冲电源放电状态检测电路 |
| 4.3.1 采样电路 |
| 4.3.2 频压转换电路 |
| 4.3.3 比较判别电路 |
| 4.3.4 计数统计电路 |
| 4.4 电路的抗干扰设计 |
| 4.4.1 电磁干扰的来源 |
| 4.4.2 抑制干扰的措施 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 脉冲电源的调试与工艺实验 |
| 5.1 脉冲电源的调试 |
| 5.1.1 主振电路的调试 |
| 5.1.2 驱动电路的调试 |
| 5.1.3 放电主回路的调试 |
| 5.2 脉冲电源的加工工艺实验 |
| 5.2.1 不对称脉冲电源的加工工艺研究 |
| 5.2.2 与常规脉冲电源的工艺对比实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）无阀微泵结构优化与仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微泵技术发展概况 |
| 1.3 微泵技术存在的问题及发展趋势 |
| 1.4 本论文主要的研究内容 |
| 第二章 无阀微泵扩散管/收缩管分析 |
| 2.1 扩散管/收缩管的流体理论分析 |
| 2.2 扩散管/收缩管的流动特性分析 |
| 2.3 扩散管/收缩管仿真对比分析 |
| 2.4 角度、长度和宽度优化对瞬时流量和效率的影响 |
| 第三章 无阀微泵泵膜仿真分析 |
| 3.1 压电片的工作原理 |
| 3.2 无阀压电微泵泵膜的模态分析 |
| 3.3 无阀微泵振动薄膜与流体之间的固液耦合分析 |
| 3.4 泵膜的频率响应分析 |
| 第四章 无阀微泵泵腔流场仿真分析 |
| 4.1 无阀微泵的工作原理 |
| 4.2 无阀微泵的流量理论分析 |
| 4.3 有限元建模及网格划分 |
| 4.4 泵腔流场有限元仿真后处理分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）微型燃烧器内甲烷催化燃烧特性数值研究及实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微型催化燃烧系统特性 |
| 1.2.1 燃烧技术概述 |
| 1.2.2 微系统预混催化燃烧技术的优点 |
| 1.3 微系统内流动、催化重整及催化燃烧的研究现状 |
| 1.3.1 微系统内流动研究现状 |
| 1.3.2 微细尺度催化重整、催化燃烧的研究现状 |
| 1.4 微加工技术的研究现状 |
| 1.5 微细尺度流动、催化重整及催化燃烧面临的问题 |
| 1.6 本文的主要研究工作 |
| 1.7 本文研究工作的创新内容 |
| 2 微细尺度流动特性、催化重整及催化燃烧反应机理分析 |
| 2.1 微细尺度流动特性 |
| 2.2 催化重整及催化燃烧反应机理分析 |
| 2.2.1 甲烷水蒸气催化重整反应机理 |
| 2.2.2 甲烷催化燃烧反应机理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 微型燃烧器预混腔内流动预混、催化重整及换热特性的模拟 |
| 3.1 预混腔物理模型 |
| 3.2 预混腔数学模型 |
| 3.3 催化重整反应数学及动力学模型 |
| 3.4 动力学模型适用性与正确性分析 |
| 3.5 流动、预混特性模拟结果与分析 |
| 3.5.1 微型预混腔内流场及压力场分布 |
| 3.5.2 燃料入口直径的影响 |
| 3.5.3 槽道数量的影响 |
| 3.5.4 次级燃料入口距离的影响 |
| 3.5.5 次级燃料入口数量的影响 |
| 3.6 催化重整特性模拟结果与分析 |
| 3.6.1 催化壁面温度对催化重整特性的影响 |
| 3.6.2 水碳比对催化重整特性的影响 |
| 3.6.3 入口质量流量对催化重整特性的影响 |
| 3.7 微通道内流动与换热特性 |
| 3.7.1 物理模型 |
| 3.7.2 模型建立及求解 |
| 3.7.3 数值分析结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 微型燃烧器燃烧腔内催化燃烧的模拟 |
| 4.1 燃烧腔物理模型及数学模型 |
| 4.2 催化燃烧反应动力学模型 |
| 4.3 动力学模型适用性与正确性分析 |
| 4.4 模拟结果与分析 |
| 4.4.1 空间反应对催化燃烧的影响 |
| 4.4.2 催化壁面传热条件对燃烧的影响 |
| 4.4.3 CH_4/O_2 摩尔比对燃烧的影响 |
| 4.4.4 入口质量流量对燃烧的影响 |
| 4.5 不同催化壁面（上、下底面、侧面）对燃烧的影响 |
| 4.5.1 催化壁面温度对燃烧的影响 |
| 4.5.2 CH_4/O_2 摩尔比对燃烧的影响 |
| 4.5.3 入口质量流量对燃烧的影响 |
| 4.5.4 微燃烧腔内流场及各组分的分布 |
| 4.6 流动不均匀性对燃烧的影响 |
| 4.7 混合不均匀性对燃烧的影响 |
| 4.8 H_2 对CH_4 燃烧的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 微型燃烧器设计加工的研究 |
| 5.1 微型燃烧器的设计原则 |
| 5.2 燃烧室的容积热负荷和截面热负荷 |
| 5.3 燃料及气流进口方案的选择 |
| 5.3.1 燃料的选择 |
| 5.3.2 气流进口方案的选择 |
| 5.4 材料及加工工艺的选择 |
| 5.5 微型燃烧器结构及加工工艺 |
| 5.5.1 微型燃烧器结构 |
| 5.5.2 微型燃烧器加工工艺 |
| 5.6 微型燃烧器的强化燃烧与外壁保温措施 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 微型燃烧器内甲烷燃烧实验研究 |
| 6.1 实验系统及装置 |
| 6.2 测试系统 |
| 6.3 微型燃烧器微孔甲烷燃烧火焰实验 |
| 6.3.1 实验流程及步骤 |
| 6.3.2 实验工况 |
| 6.3.3 实验结果与分析 |
| 6.4 微型燃烧器内甲烷催化燃烧实验 |
| 6.4.1 实验方法 |
| 6.4.2 实验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A:作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B:作者在攻读学位期间主持及参加的科研项目目录 |
（9）超磁致伸缩致动器的神经网络控制与动态模型及实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| §1-1 超磁致伸缩材料及其应用 |
| 1-1-1 超磁致伸缩材料 |
| 1-1-2 超磁致伸缩材料的物理效应 |
| 1-1-3 超磁致伸缩材料的应用 |
| §1-2 超磁致伸缩致动器及其应用 |
| 1-2-1 现代执行器的发展 |
| 1-2-2 超磁致伸缩致动器结构及结构设计要点 |
| 1-2-3 超磁致伸缩致动器的应用 |
| §1-3 超磁致伸缩致动器的模型与控制技术 |
| 1-3-1 超磁致伸缩致动器的模型研究 |
| 1-3-2 超磁致伸缩致动器的控制技术研究 |
| §1-4 神经网络控制 |
| §1-5 论文的意义及主要研究工作 |
| 第二章 超磁致伸缩致动器动力学特性神经网络辨识 |
| §2-1 超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型 |
| 2-1-1 超磁致伸缩致动器结构及工作原理 |
| 2-1-2 超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型 |
| §2-2 超磁致伸缩致动器动力学特性的神经网络辨识 |
| 2-2-1 神经网络辨识 |
| 2-2-2 神经网络辨识结果 |
| 2-2-3 神经网络辨识结果分析 |
| §2-3 本章小结 |
| 第三章 超磁致伸缩致动器磁滞非线性的补偿控制 |
| §3-1 反馈误差法神经网络监督控制 |
| 3-1-1 被控对象的可逆性 |
| 3-1-2 PID 控制器 |
| 3-1-3 神经网络控制器NNC |
| 3-1-4 神经网络监督控制算法的实现 |
| 3-1-5 神经网络监督控制系统的仿真结果 |
| 3-1-6 三种神经网络控制器仿真结果分析 |
| §3-2 带有非线性预测模型的神经网络自适应PID 控制 |
| 3-2-1 神经网络自适应 PID 控制 |
| 3-2-2 带有非线性预测模型的神经网络自适应 PID 控制 |
| 3-2-3 带有非线性预测模型的神经网络自适应PID 控制算法的实现 |
| 3-2-4 控制系统仿真结果及分析 |
| §3-3 控制方法比较 |
| §3-4 本章小结 |
| 第四章 超磁致伸缩致动器的动态线性模型 |
| §4-1 机械阻抗法 |
| 4-1-1 机械阻抗定义 |
| 4-1-2 机械阻抗方法的基本定律和定理 |
| 4-1-3 理想元件的机械阻抗 |
| 4-1-4 机械阻抗网络图 |
| 4-1-5 机械阻抗网络图的绘图原则 |
| §4-2 杆的纵向振动 |
| §4-3 超磁致伸缩致动器的动态线性模型 |
| 4-3-1 超磁致伸缩致动器的动态分析 |
| 4-3-2 Terfenol-D 棒的动态特性分析 |
| 4-3-3 理论计算与实验 |
| 4-3-4 与其它模型的比较 |
| §4-4 本章小结 |
| 第五章 超磁致伸缩致动器的实验研究 |
| §5-1 实验测试系统 |
| 5-1-1 静态特性测试系统 |
| 5-1-2 动态特性测试系统 |
| §5-2 静态测试结果 |
| 5-2-1 静态测试结果 |
| 5-2-2 准静态测试结果 |
| §5-3 动态测试结果 |
| 5-3-1 Terfenol-D 棒的特性曲线 |
| 5-3-2 驱动磁场频率200Hz 以内时致动器的动态测试结果 |
| 5-3-3 驱动磁场频率800Hz~3000 Hz范围内致动器的动态测试结果 |
| 5-3-4 致动器的最大输出位移 |
| §5-4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所取得的相关科研成果 |
（10）微型轴承—转子系统动力特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS 的发展概况 |
| 1.1.1 MEMS 定义 |
| 1.1.2 MEMS 的发展现状 |
| 1.2 微旋转机械研究现状 |
| 1.2.1 微马达研究现状 |
| 1.2.2 动力MEMS |
| 1.2.3 动力驱动的微尺度效应 |
| 1.3 MEMS 转子动力学及其非线性特性 |
| 1.3.1 MEMS 转子动力学建模与分析 |
| 1.3.2 MEMS 转子动力学研究中存在的问题 |
| 1.4 微型轴承 |
| 1.4.1 微型气浮轴承的设计、加工问题 |
| 1.4.2 微型气浮轴承动力学特性分析 |
| 1.5 本文的研究工作 |
| 1.5.1 本文研究内容、研究目标与拟解决问题 |
| 1.5.2 研究方法和技术路线 |
| 1.5.3 本文的创新性 |
| 1.6 本文的结构纲要 |
| 第二章 微转子系统摩擦磨损特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 摩擦磨损的尺度效应 |
| 2.2.1 微尺度效应对摩擦特性的影响 |
| 2.2.2 微尺度效应对磨损特性的影响 |
| 2.3 微转子枢轴摩擦磨损特性分析 |
| 2.3.1 MEMS 旋转微枢轴模型 |
| 2.3.2 数值计算与结果分析 |
| 2.4 微转子轴衬摩擦磨损特性分析 |
| 2.4.1 滑动磨损模型 |
| 2.4.2 数值计算与结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微型气浮轴承的修正方程及滑移特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微流体的研究方法 |
| 3.3 修正的REYNOLDS 方程 |
| 3.3.1 Reynolds 方程 |
| 3.3.2 滑移流模型 |
| 3.3.3 VHS 和VSS 分子模型 |
| 3.4 轴承压力计算的有限差分法 |
| 3.5 流量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微型气浮轴承性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微型气浮径向轴承性能分析 |
| 4.2.1 气压分布 |
| 4.2.2 承载能力 |
| 4.2.3 偏位角 |
| 4.3 微型气浮推力轴承性能分析 |
| 4.3.1 气压分布 |
| 4.3.2 承载能力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微型气浮轴承－转子系统稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统运动方程 |
| 5.3 系统的线性稳定性 |
| 5.3.1 系统的线性失稳速度 |
| 5.3.2 动特性系数 |
| 5.4 微转子系统稳定性及响应分析 |
| 5.5 偏心微转子系统稳定性及响应分析 |
| 5.5.1 偏心率对稳定状态的影响 |
| 5.5.2 偏心率对涡动幅值的影响 |
| 5.5.3 偏心率对失稳转速的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验目的与内容 |
| 6.3 实验装置与测试系统 |
| 6.4 主要结果与分析 |
| 6.4.1 6mm 电磁型微电机转子的振动特性 |
| 6.4.2 2mm 电磁型微电机转子的振动特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.1.1 本文主要研究工作 |
| 7.1.2 本文主要研究结论 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 上海交通大学学位论文答辩决议书 |
四、用于微机械的形状记忆合金薄膜工艺研究（论文参考文献）
- [1]光纤基底TiNi与TiNiCu记忆合金薄膜制备工艺研究[D]. 党俊坡. 广东工业大学, 2021
- [2]柔顺微夹钳的设计及特性分析[D]. 纪久祥. 重庆大学, 2015(06)
- [3]空间曲线啮合齿轮增速装置设计[D]. 杨晶晶. 华南理工大学, 2013(06)
- [4]MEMS执行器多场耦合分析[D]. 金才. 沈阳理工大学, 2013(S1)
- [5]电阻阵列红外景物产生器微桥结构的材料及制作研究[D]. 周顺. 西安电子科技大学, 2011(04)
- [6]钛合金电火花加工脉冲电源的研究[D]. 冀震晓. 哈尔滨工业大学, 2010(06)
- [7]无阀微泵结构优化与仿真研究[D]. 夏露. 长春理工大学, 2009(02)
- [8]微型燃烧器内甲烷催化燃烧特性数值研究及实验[D]. 闫云飞. 重庆大学, 2008(06)
- [9]超磁致伸缩致动器的神经网络控制与动态模型及实验研究[D]. 孙英. 河北工业大学, 2007(11)
- [10]微型轴承—转子系统动力特性的研究[D]. 黄海. 上海交通大学, 2007(06)