MEMS熱控百葉窗仿真與實驗研究.pdf

1、作為國際微小型航天器熱控研究領(lǐng)域的熱點之一，可變發(fā)射率熱控器件技術(shù)能很好的解決微小型航天器熱控問題。在可變發(fā)射率熱控器件之中，MEMS百葉窗具有質(zhì)量輕，耗能少，加工工藝易與IC工藝相結(jié)合等優(yōu)點，有很好的實用價值和發(fā)展前景。本文結(jié)合國內(nèi)工藝水平，設(shè)計了兩層結(jié)構(gòu)的MEMS百葉窗，并對其進(jìn)行了仿真、加工工藝和實驗測試等方面的研究。 首先提出了MEMS百葉窗力學(xué)模型，比較了平行板式和梳齒式兩種驅(qū)動結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了輸出位移公式并進(jìn)行了計算。計

2、算結(jié)果表明，梳齒結(jié)構(gòu)更適合作為百葉窗的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。設(shè)計了初步的MEMS百葉窗結(jié)構(gòu)，并對折疊梁結(jié)構(gòu)形式和當(dāng)量發(fā)射率進(jìn)行了分析。 借助ANSYS進(jìn)行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析仿真。靜態(tài)分析中，以獲得較大位移和合適的應(yīng)力為目標(biāo)，對百葉窗結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，折疊梁串聯(lián)個數(shù)越多，梁的剛度越小，位移和最大應(yīng)力值越大。模態(tài)分析中，得到了百葉窗的五階模態(tài)振型和固有頻率，其中一階模態(tài)振型為百葉窗平移振動，其固有頻率為874.58Hz。