根据微弹簧在微机电系统(MEMS)中使用模式的不同,将微弹簧分为三种应用模式进行分析.应用LIGA加工工艺,设计加工了一种"L型"MEMS微弹簧,应用宏观理论的能量法,推导出了"L型"微弹簧在三种应用模式下的弹性系数计算公式,并用有限元仿真计算验证了理论公式推导的正确性.利用Tytron250微小力拉伸实验机对"L型"微弹簧进行了拉伸实验,实验结果与公式计算结果吻合.在此基础上,分析总结了微弹簧在不同应用模式下的弹性系数变化规律.

分析了在MEMS引信安全系统中平面微弹簧的作用、性能等特点.针对平面微弹簧的设计没有有效的计算公式这一问题,应用力学中的能量法,对一种应用在引信安全系统中的"Z型"平面微弹簧进行了弹性系数计算公式推导,并用有限元分析软件进行了仿真计算.仿真结果与公式计算结果相吻合,验证了公式推导的正确性.

根据微机电系统（MEMS）加工工艺特点和初始位置定位机构的设计要求,设计了两种MEMS初始位置定位机构的结构方案.通过力学分析,求出了定位机构解除定位所需要克服的阻力计算公式,用ANSYS仿真验证了其正确性.根据满足系统性能要求和利于装配两者均衡的原则,对两种定位机构的设计方案进行了对比研究,选择能减少阻力的MEMS初始位置定位机构.采用MEMS工艺中的LIGA工艺加工出初始位置定位机构.用VDS92-1430离心实验机分别加速到3 000 r/min、5 000 r/min、8 000 r/min和12 000 r/min进行离心实验.实验结果表明,设计的MEMS初始位置定位机构能正常工作,性能达到了设计要求.

研究刚体多维位移测试传感器的结构和工作原理。方法采用３个半导体激光器和３个二维光电器器件构成传感器。激光器固定在被测体上，由光电器件确定３个光点在投影屏幕上的位置，经过数学运算，得到 刚体的多维位移。

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件--ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.

利用有限元分析软件ANSYS对镍质平面S型MEMS弹簧进行实体建模、静力学有限元计算分析，得到了各结构参数对刚度的影响规律。明确了其刚度特性。ANSYS仿真结果与镍质平面S型微弹簧的实际拉伸实验结果一致性很好，证明ANSYS软件对微弹簧力学性能的模拟较为准确。本文的分析方法对于其它类似的MEMS器件的分析有一定的借鉴意义，研究成果为平面微弹簧的优化设计与加工提供了依据，具有实际应用价值。

对一种UV-LIGA工艺制备的封闭环“B型”微机电系统（MEMS）平面微弹簧建立了力学分析模型，运用能量法的卡氏第二定理，推导出了其在线性范围内的弹性常数计算公式。运用类似方法，推导出了开口“S型”MEMS平面微弹簧在线性范围内的弹性常数计算公式。在相同尺寸和材料特性条件下，对这两种平面微弹簧的刚度进行了对比研究，结果表明，闭环结构比开口结构的微弹簧刚度大。从力学的角度分析了其原因。对这两种平面微弹簧进行了力学拉伸实验，实验结果与公式计算结果相吻合。

S型微弹簧是一种在微机电系统中应用广泛的微弹性元件，利用力学分析法，首次推导出S型微弹簧在空间3个方向上的弹性系数计算公式，ANSYS仿真验证了公式推导的正确性。采用LIGA工艺，设计加工了一种金属镍S型微弹簧。用精密微小型计算机显微测量仪测量得到微弹簧的线宽，长度和厚度与设计值的误差分别为4μm、50μm和24μm。分析了微弹簧各个结构参数的加工误差对微机电系统（MEMS）微弹簧力学特性的影响．指出微弹簧线宽的加工误差对其力学特性影响最大，Tytron250微小力拉伸实验机实验验证了结论的正确性。