Стр. 1 - Аналитические методы статики упругих подвесов микромеханических приборов

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013

1

УДК 629.7.05

Аналитические методы статики упругих подвесов

микромеханических приборов

В.П. Подчезерцев

1

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Представлены некоторые результаты разработки аналитической

модели упругого подвеса микромеханического прибора, позволяющей

проводить его численные расчеты для любого количества исходных

данных, которые определяют его конфигурацию, и практически мо-

ментально получать результаты этих расчетов.

E-mail:

podch@list.ru

Ключевые слова:

микромеханические приборы, упругие подвесы, ста-

тика подвесов, аналитические методы.

Развитие инерциальных чувствительных элементов на базе мик-

ромеханических приборов и их широкое внедрение в различные об-

ласти техники требуют от разработчиков постоянного поиска

средств расчета — удобных на практике, оперативных, с учетом

всех возможных эксплуатационных воздействий. В настоящее время

существуют различные системы численного моделирования (AN-

SYS и др.), помогающие разработчику рассчитывать предложенную

им модель с высокой точностью и графическим интерфейсом. Од-

нако использование этих программных средств, во-первых, предпо-

лагает высокие затраты вычислительного времени, что ощутимо

даже при существующей высокопроизводительной вычислительной

технике из-за малого шага дискретизации, необходимой для полу-

чения точных результатов. Во-вторых, для анализа возможных ва-

риантов требуется графическое построение всех рассчитываемых

объектов и их последующий расчет, что чрезвычайно трудоемко.

В-третьих, любое, даже самое незначительное изменение конструк-

ции приводит к изменению сетки разбиения на конечные элементы:

из-за погрешностей машинного счета это может вызвать изменения

в расчетах, не адекватные изменениям конструкции, и привести к

неверным выводам о влиянии этих изменений на рассчитываемые

параметры.

Практический интерес представляет аналитическое исследование

статики упругих подвесов, что позволило бы направить мощности

современных вычислительных машин фактически на подстановку

конкретных числовых значений в готовую математическую модель

упругого подвеса и мгновенно получить все интересующие разработ-

чика результаты для любого массива исходных данных. Конечно,

здесь могут возникать трудности в математическом описании упру-

гого подвеса, но предпосылкой построения такой модели является