微梁動力學特性的尺寸效應研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)以其微型化、集成度高和產量高等優(yōu)勢成為未來發(fā)展的主導產業(yè)之一。微梁作為微機電系統(tǒng)最常見的結構之一，對其力學性能的探究是提升微機電系統(tǒng)各項指標的基石。不少實驗證實采用經典彈性力學分析微結構力學性能存在明顯的尺寸效應，建立適用微尺寸結構的理論模型成為必然趨勢。廣義彈性力學計及了連續(xù)的旋轉變形及相應的偶應力，完善了變形的度量，適用于分析微結構的力學性能尺寸效應。從虛功原理建立廣義彈性體的有限元動力學方程，對懸臂微梁和兩端固支微梁的固

2、有頻率和模態(tài)進行數(shù)值分析，結果表明微梁的固有頻率是否存在尺寸效應與對應的模態(tài)有關。微梁的彎曲和扭轉模態(tài)由于包含了旋轉變形，對應的固有頻率較之經典彈性力學有顯著提高，而拉壓模態(tài)不涉及旋轉變形，其固有頻率沒有明顯變化。微梁固有頻率的尺寸效應也與約束相關，兩端固支微梁的固有頻率尺寸效應明顯低于懸臂微梁，約束的強弱將影響旋轉變形的效應。
　　從靜止到運動一直是科學發(fā)展必須跨越的階梯。微機電系統(tǒng)的旋轉結構常常保持高速旋轉，對這種高速運動與變