聲-振動傳感器系統(tǒng)隔震封裝設(shè)計.pdf

1、聲-振動傳感器在國防等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景，封裝材料與結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)封裝中起著關(guān)鍵作用。該文利用隔震原理，設(shè)計聲—振動傳感器系統(tǒng)中聲傳感器的多種隔震封裝結(jié)構(gòu)模型。采用Ansys軟件對各種模型進(jìn)行模態(tài)分析，研究模型結(jié)構(gòu)和幾何尺寸對其隔震性能的影響，確定最優(yōu)隔震封裝結(jié)構(gòu)；對模型的幾何尺寸及橡膠隔震材料力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到使聲傳感器封裝體固有頻率最低的優(yōu)化模型，并對優(yōu)化模型的隔震性能進(jìn)行評估。 該文設(shè)計七種隔震封裝模型，其中六種傳統(tǒng)隔震

2、封裝模型的固有頻率范圍為102～103Hz，在傳感器探測信號頻率范圍內(nèi)(102～104Hz)，容易產(chǎn)生共振。在材料參數(shù)相同的條件下，新穎雙J形隔震封裝模型的固有頻率(10～102Hz)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的隔震封裝模型的固有頻率。該文采用雙“J”形隔震封裝結(jié)構(gòu)模型，并對幾何尺寸進(jìn)行優(yōu)化，確定固有頻率最低的幾何尺寸參數(shù)為R=1.6mm，r=1.2mm，H=8mm。 利用Ansys軟件對雙“J”形隔震封裝模型模擬，優(yōu)化橡膠隔震材料力學(xué)參數(shù)，確

3、定使模型固有頻率最低的橡膠材料力學(xué)參數(shù)為：楊氏模量Y=106N·m-2，泊松比μ=0.49，密度ρ=1.2×103kg·m-3。 對經(jīng)過幾何尺寸和材料力學(xué)參數(shù)優(yōu)化后的模型進(jìn)行模態(tài)分析、靜態(tài)分析和瞬態(tài)分析。模態(tài)分析得出模型的前三階固有頻率的值及其對應(yīng)的振動模式：f1=20.109Hz，左右振動；f2=69.614Hz，前后振動；f3=82.705，上下振動。靜態(tài)分析表明，受到集中載荷作用后，優(yōu)化模型不會受到損壞，對靜力具有十分有效