论文在充分调研和分析总结国内外MEMS-IMU的热分析研究现状的基础上,针对目前在温变影响条件下的对战术级MEMS-IMU在运行过程中热变形的影响确定了本文主要研究内容。论文从理论推导、仿真分析和实验测试出发研究了温度场对MEMS惯性器件的输出性能与系统可靠性的影响,并针对现有结构提出了相应的改进设计措施。(1)介绍了 MEMS-IMU的基本工作原理及已研制出的MEMS-IMU样机,分析MEMS-IMU样机在集成过程中的误差来源来确定本文研究方向的突破口。介绍了传热学、热应力及有限元计算的相关理论基础,定性分析热应力的来源并提出了一种理论分析、数值计算和实验相结合求解温度场的方法;(2)建立了单传感器PCB板模型,对模型进行简化并进行理论求解,结合理论分析,提出分布仿真迭代分析的仿真的方法,通过有限元分析得到PCB板的温度场分布及升温时间,结合测温实验验证有限元仿真方案的正确性,为接下来的热应力求解及优化分析提供依据;(3)以有限元求解得到的温度场作为边界条件对PCB板仿真分析,得到PCB板稳态时的热变形量和等效应力,结合理论分析得到影响PCB板热变形量的因素,并对这些影响因素逐个进行分析,确定各个影响因素对PCB板热变形的影响;(4)为得到PCB板在给定条件下的最优结构,利用正交对PCB板进行分析,得到PCB板的最优结构及布局,结合灰色关联分析,以温度和热变形量作为目标函数,得到PCB板各个影响因素的影响权重,最后通过实验验证优化结构方案的可行性。