曹云
- 作品数：22 被引量：32H指数：4
- 供职机构：南京理工大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：兵器科学与技术机械工程自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于PSO-BP神经网络的微流体惯性开关接触电阻预测研究
- 2024年
- 微流体惯性开关可以避免机械惯性开关的磨损、变形和振动等问题,因此被广泛应用于汽车、军事和医疗等行业。由于开关本身电阻会对电信号传递产生较大影响,针对这一问题,对微流体惯性开关的接触电阻进行理论分析与仿真并建立模型以预测接触电阻大小。采用数值仿真法,以接触电阻为研究对象,通过改变电极宽度、两电极间距、电极与侧壁距离、惯性力作用时间和正应力5个参数得到580组样本数据,根据样本数据建立随机森林、BP神经网络和基于粒子群优化的BP神经网络3种预测模型。通过对建立的3种预测模型对比分析,发现基于粒子群优化的BP神经网络模型的预测效果最好。为了验证基于粒子群优化的BP神经网络预测模型的合理性,以接触电阻最小值为优化目标,利用遗传算法对该预测模型拟合的映射函数的参数在给定范围内寻优,发现遗传算法得到的电阻最优值与理论仿真值相差10.41%,结果表明可以借助基于粒子群优化的BP神经网络预测模型估计开关接触电阻。
- 袁君鑫聂伟荣席占稳曹云
- 关键词：惯性开关接触电阻粒子群优化遗传算法
- 基于非概率理论的引信MEMS安全与解除隔离装置闭锁机构可靠性评估被引量：4
- 2023年
- 针对引信MEMS安全与解除隔离装置样本数量少、结构不确定、参数精确的统计规律难以获得、概率可靠性分析方法在小样本条件下不适用等问题,提出一种基于非概率理论的小样本条件下MEMS安解装置闭锁机构可靠性评估方法。该方法以非概率理论为基础,结合薄板弯曲理论建立MEMS安解装置闭锁机构的可靠性模型,得出其可靠性指标,然后进行区间变量的敏感性分析。对样本进行离心实验,模拟炮弹发射时离心环境,实验结果表明,MEMS安全与解除隔离装置闭锁机构具有很高的闭锁可靠性。实验结果与非概率理论分析结果保持一致,验证了非概率理论在引信MEMS安全与解除隔离装置可靠性评估上的有效性。
- 潘黎成曹云雷胜洪陆海宁聂伟荣聂伟荣
- 关键词：引信微机电系统可靠性评估
- 微惯性接电开关载荷识别机构设计中的能量分析法
- 2022年
- 针对原有微惯性接电开关载荷识别机构的设计中无法解释单次碰撞和特征参数影响的局限性,提出微惯性接电开关载荷识别机构设计中的能量分析法。该方法基于载荷识别机构的工作原理,通过不同类型载荷下碰撞的能量损失的差异来实现载荷识别,从开关系统的能量得失角度,即惯性力正功和碰撞动能损失两方面对开关对于发射载荷和勤务跌落载荷的识别能力进行分析。仿真验证结果表明,该方法可以更好地描述单次碰撞过程,并且在载荷识别机构的设计中可以作为辅助设计方法以得到设计参数的优选值。
- 黄巍聂伟荣席占稳曹云
- 关键词：MEMS载荷识别
- 冲击载荷下引信MEMS后坐保险机构动态响应过程表征方法被引量：2
- 2023年
- 针对引信MEMS安全系统中后坐保险机构在正常发射载荷和勤务跌落载荷下的运动过程难以表征的问题,建立了一种基于瑞利商方法的后坐保险机构理论模型。该方法能够准确计算悬臂质量块式后坐保险机构的固有频率,并完整预测机构在冲击载荷作用下的位移时间过程曲线。仿真分析和实验结果表明,所得机构的位移时间曲线吻合度较高,其固有频率也具有一致性。因此该方法能够准确表征后坐保险机构在冲击载荷下的运动过程,为后坐保险机构的设计与研究提供理论指导。
- 秦添钰聂伟荣雷胜洪曹云席占稳
- 关键词：微机电系统后坐保险机构动态过程高速摄影
- MEMS闭锁机构离心响应适应性研究被引量：1
- 2023年
- 针对当前微机电系统(MEMS)安全与解除隔离(S&A)装置在离心环境下工作时可能存在锁头回弹剧烈、锁梁应力较高引起塑性变形的问题,提出一种有良好离心响应适应性的MEMS闭锁机构。该闭锁机构通过结构设计减弱了锁头在闭锁时的回弹现象,并提高了锁梁的结构强度,使其能够承载更高的离心载荷,同时扩展了闭锁机构稳定闭锁的阈值范围。该闭锁机构在外弹道离心力作用下可以稳定闭锁并准确定位,从而保证传爆序列可靠对正。通过理论分析,结合有限元仿真与样机实验研究了该闭锁机构的性能与工作特性,研究结果表明,该闭锁机构可以在3500~24000 r/min的离心转速范围内稳定闭锁,闭锁时锁梁不发生塑性变形。
- 孙志龙聂伟荣曹云
- 关键词：微机电系统闭锁机构适应性
- MOEMS光开关中双光纤耦合对准误差仿真与试验研究被引量：4
- 2022年
- 为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率和输出光束分布的影响;进一步搭建了双光纤耦合传能效率测试平台,通过设计系列尺寸的光纤偏移固定微通道,实现了双光纤轴向、横向和角度多种方式不同误差的偏移。试验得到了双光纤在不同偏移情况下的传输效率及光斑图像,为后续MOEMS光开关的设计及改进提供一定依据。
- 刘浩田曹云席占稳聂伟荣徐娜
- 关键词：微光机电系统光开关激光点火光纤耦合
- MEMS安全与解除隔离装置发展现状及趋势被引量：6
- 2021年
- MEMS技术是未来提升武器性能最有发展前途的技术之一,引信MEMS安全与解除隔离(S&A)装置具有体积小、成本低,易于和引信起爆控制电路集成等优点,国内外对MEMS安全与起爆技术开展了深入的研究。针对引信MEMS S&A装置研究进展,在收集、分析国内外大量文献资料的基础上,总结了引信MEMS S&A装置发展现状及趋势。按照解除隔离的驱动力类型,将MEMS S&A装置划分为惯性力驱动、电热驱动、火药能量驱动三种类型。结合各类型典型装置的分析,分别总结了其技术特征,研判出MEMS S&A装置发展的三个趋势:硅基工艺制作MEMS S&A装置的结构以分层平行基板式,体积更小,更适于大规模生产;微火工品集成在MEMS S&A装置中一体化设计制造;MEMS S&A装置、含能材料设计与制作在一片或多片芯片上,并与微电子系统集成出片(状)上引信。
- 席占稳聂伟荣曹云
- 关键词：MEMS电热驱动
- 基于空间分区代理模型的无返回力矩保险装置不确定性优化方法
- 2025年
- 针对批量生产中无返回力矩保险装置解除保险时间在工艺误差、材料参数、应用环境等不确定性因素影响下散布范围大、易超出设计要求以及传统设计方法迭代周期长、成本高等问题,提出一种基于空间分区代理模型技术的不确定性优化设计方法。利用空间分区的代理模型构建技术,在设计变量空间建立全局代理模型,用于适应度值计算,在各候选解处的不确定性变量空间建立局部代理模型,用于不确定性分析,大幅提高了优化效率。通过所提优化设计方法,以稳健性和可靠性为优化目标,对无返回力矩保险装置优化设计,最终得到解除保险时间波动小且失效率低的无返回力矩保险装置;同时通过Monte Carlo仿真验证优化方法的准确性,所得稳健性和可靠性与实际值的相对误差仅为0.002%和0.12%。
- 孟春宇曹云朱恒伯席占稳
- 关键词：代理模型可靠性稳健性
- 引信MEMS闭锁机构高g值冲击实验与仿真被引量：2
- 2021年
- 针对传统MEMS实验对闭锁机构在全时域和空间上的运动及闭锁过程的研究较少,提出引信MEMS闭锁机构高g值冲击可视化实验与仿真方法,理论上建立了闭锁机构可靠闭锁的临界阈值能量模型,给出闭锁机构能否实现闭锁的判断准则。该实验方法直观地记录了不同冲击作用下闭锁机构的整个闭锁过程,进一步提取隔爆滑块的位移变化曲线,并与仿真结果进行对比,验证了冲击作用下两种闭锁机构的闭锁性能。实验测试和仿真结果分析出高g值窄脉宽765 g-415μs加速度作用下机构无法闭锁的原因,即冲击能量不足未达到闭锁阈值,为MEMS闭锁机构的优化设计提供了理论和实验指导。
- 裴向前曹云席占稳聂伟荣徐娜
- 关键词：闭锁机构冲击加速度
- UV-LIGA工艺误差对MEMS万向惯性开关性能的影响被引量：7
- 2017年
- 为提高微机电系统(MEMS)万向惯性开关的性能,实现工程化应用,对其进行工艺误差与性能关系研究.基于多层UV-LIGA工艺制作多个开关样机,进行主要结构尺寸测量,并确定工艺误差方向;从UV-LIGA工艺过程的曝光、显影与电铸、腐蚀3个阶段,分析误差的产生机理,并进一步分析单一结构误差、非对称误差和偏心误差对开关阈值和接触时间的影响.结果表明:弹簧线宽、厚度、侧壁倾角和两电极间隙等单一结构尺寸的增大会导致阈值增大;非对称误差会导致开关各向刚度不一致,使阈值散布更大;偏心误差会大幅度减小开关轴向阈值,而对径向阈值影响较小.对多个开关样机的测试结果验证了开关工艺误差及单一结构误差对阈值影响的正确性.
- 曹云席占稳王炅聂伟荣孔南
- 关键词：UV-LIGA阈值
