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1、第24卷第10期傳感技術(shù)學(xué)報(bào)Vo1．24No．102011年l0月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSOct．2O1lParametricAnalysisMethodofModalCharacteristicsforMicromachinedGyroscopeL／Hao，XIAODingbang，WUXuezhong，CHENZhihua，HOUZhanqiang(CollegeofMechantronicsEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha4100
2、73，China)Abstract：Modalanalysisisveryimportantfordesigningmicromachinedgyroscope．ThispaperproposesaparametricmethodformodalanalysisofthemicromachinedgyroscopewhichissuspendedbyacantileverofL—shapedcrosssection．TheparametricfiniteelementmodelofthemicromachinedgyroscopeiSbuilt．TheAPDLcommandstreamis
3、encapsulatedbasedonVClanguage，andaparametricmoduleisdevelopedtoanalyzethemodalcharacteristicsofthegyroscope。Then，thecorrelationbetweenthemodalfrequenciesandtheprimarydimensionsofthegyroscopeisstudied．It’Sfoundthatthethicknessandthewidthofthesupportbeamhaveagreatimpactonthemodalfrequencies．Finally，
4、theresonantfrequenciesofthedrivemodeandsensemodearematchedbyoptimizingthestructuredimensions．Keywords：micromachinedgyroscope；modalanalysis；parametric；APDL；VCEEACC：7630；2575doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．10．005微陀螺模態(tài)特性的參數(shù)化分析方法李浩，肖定邦，吳學(xué)忠，陳志華，侯占強(qiáng)(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程及自動(dòng)化學(xué)院，長(zhǎng)沙410073)摘要：模態(tài)分析是微陀螺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，針對(duì)一
5、種采用L形截面懸臂梁支撐的微陀螺結(jié)構(gòu)，提出了參數(shù)化的模態(tài)分析方法。建立了微陀螺的參數(shù)化模型，以vc作為封裝ANSYS的APDL命令流的工具，開發(fā)了微陀螺參數(shù)化的模態(tài)分析模塊。利用該模塊研究了微陀螺模態(tài)頻率隨主要結(jié)構(gòu)尺寸變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)對(duì)模態(tài)頻率影響較大的是硅結(jié)構(gòu)的厚度和支撐梁的寬度。并通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸使其模態(tài)頻率完全匹配。關(guān)鍵詞：微陀螺；模態(tài)分析；參數(shù)化；APDL；VC中圖分類號(hào)：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—1699(2011)10—1396—05微陀螺是一種敏感角速度和角位移的慣性器員輸入前處理參數(shù)，然后自動(dòng)運(yùn)行ANSYS進(jìn)行求件．大部分的微陀螺都屬于振動(dòng)式陀螺．一般工作
6、在解『6]。本文設(shè)計(jì)了一種采用L形截面的懸臂梁支諧振狀態(tài)，其驅(qū)動(dòng)模態(tài)和敏感模態(tài)的固有頻率差會(huì)撐的微陀螺結(jié)構(gòu)，通過VC對(duì)APDL命令流進(jìn)行封直接影響微陀螺的靈敏度¨]。模態(tài)分析是微陀螺裝，開發(fā)了一個(gè)參數(shù)化的模態(tài)分析模塊，并利用該模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要工作，為了確定微陀螺的結(jié)構(gòu)尺寸，塊研究了微陀螺的模態(tài)頻率隨主要結(jié)構(gòu)尺寸變化的通常需要進(jìn)行大量的有限元仿真[2]。因此開發(fā)一規(guī)律。為結(jié)構(gòu)尺寸的確定提供依據(jù)。個(gè)參數(shù)化的微陀螺模態(tài)分析模塊可以減少大量繁瑣1微陀螺結(jié)構(gòu)、工作原理與參數(shù)化模和重復(fù)性的工作，對(duì)于提高效率和可靠性具有重要型的建立的意義。APDL語言即ANSYS軟件提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)微陀螺結(jié)構(gòu)如圖1所示
7、，主要包括質(zhì)量塊、L形語言，使用APDL語言可以更有效地、自動(dòng)地進(jìn)行分截面的支撐梁、錨點(diǎn)和玻璃基板以及上面的電極。析計(jì)算，同時(shí)它也是一種高效的參數(shù)化建模手段。微陀螺采用單支撐梁的形式，避免了采用多梁支撐使用APDL語言進(jìn)行封裝的系統(tǒng)可以只要求操作人時(shí)由于制造誤差導(dǎo)致的不對(duì)稱的問題，懸臂梁的結(jié)收稿日期：2011—05—08修改日期：2011—07—18第10期李浩，肖定邦等：微陀螺模態(tài)特性的參數(shù)化分析方法1397構(gòu)使得熱應(yīng)
