Моделирование динамических процессов в микромеханических датчиках инерциальной информации и их компонентах с помощью специализированного программного обеспечения

М. А. Барулина, В. М. Панкратов

Аннотация


Разработаны программные модули-компоненты, позволяющие создавать собственное специализированное программное обеспечение для исследования динамики микромеханических датчиков инерциальной информации с учётом теории Тимошенко и при наличии гироскопического эффекта. Показана принципиальная возможность использования разработанного программного обеспечения для моделирования датчиков на примере суперминиатюрного микромеханического гироскопа и акселерометра и гироскопа с кардановым подвесом чувствительного элемента. Использование специализированного программного обеспечения обеспечивает возможность реализации необходимой функциональности, а также полный контроль над реализацией алгоритмов, ходом вычисления, отображения результатов на любом шаге исследования. Разработкой и использованием специализированного программного обеспечения можно добиться существенного (на порядки) уменьшения требований к вычислительным ресурсам и времени расчёта по сравнению с универсальными комплексами конечно-элементного моделирования. 


Ключ. слова


Микромеханические датчики инерциальной информации; численное моделирование; конечно-элементное моделирование; теория Тимошенко; теория Эйлера-Бернулли

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация. 2011. № 1(72). С. 3-16.

2. Распопов В.Я. Микромеханические приборы: учебное пособие. Тула: Тульский государственный университет, 2002. 392 с.

3. Гай Э. Наводящиеся снаряды с инерциальной навигационной системой на микромеханических датчиках, интегрированной с GPS // Гироскопия и навигация. 1998. № 3(22). С. 72-80.

4. Лестев А.М., Попова И.В. Современное состояние и тенденции развития механических миниатюрных гироскопов в России // Гироскопия и навигация. 1997. № 2(17). С. 17-23.

5. Трофимов А.Н. Датчики параметров движения в ракетно-космической технике и народном хозяйстве // Датчики и системы. 2000. № 7. С. 20-23.

6. Джашитов В.Э., Панкратов В.М. Датчики, приборы и системы авиакосмического и морского приборостроения в условиях тепловых воздействий. С.-Петербург: Электроприбор, 2005. 404 с.

7. Григолюк Э.И., Селезов И.Т. Итоги науки и техники. Серия: Механика твердых деформируемых тел. Т. 5. М.: ВИНИТИ, 1973. 270 с.

8. ANSYS 15.0 Help

9. Overview on civil engineering mod-els. http://www.code-aster.org/V2/IMG/pdf/01-overview.pdf

10. Open FOAM. http://www.openfoam.org/

11. CalculiX CrunchiX USER'S MANUAL. http://bconverged.com/calculix/doc/ccx/html/ccx.html

12. Барулина М.А. Частотные уравнения и собственные частоты элементов вибрационных микромеханических гироскопов на основе сдвиговой теории Тимошенко // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 4 (177). С. 21-31.

13. Барулина М.А. Построение матрицы масс трехмерного конечного элемента для моделирования динамики микромеханических датчиков инерциальной информации и их узлов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16, № 5. C. 352–360.

14. Брауде Э.Дж. Технология разработки программного обеспечения. СПб: Питер, 2004. 656 с.

15. Барулина М.А. Свидетельство № 2015615559 от 20.05.2015 Федеральной службы по интеллектуальной собственности о государственной регистрации программ для ЭВМ: Модуль для конечно-элементного моделирования на основе балочных элементов с учетом теории Тимошенко и гироскопических сил (TBElementlib).

16. Уилкинсон Р. Справочник алгоритмов на языке АЛГОЛ. Линейная алгебра / под ред. д-ра техн. наук проф. Ю.И. Топчеева. М.: Машиностроение, 1976. 389 с.

17. Saad Yousef Iterative Methods for Sparse Linear Systems. Second Edition with corrections. SIAM. 2003. 528 p.

18. Джашитов В.Э., Панкратов В.М., Барулина М.А. Теоретические основы разработки и создания суперминиатюрного микромеханического многофункционального датчика инерциальной информации // Нано- и микросистемная техника. 2010. № 5 (118). С. 46-54.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-2-223-233

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533