微板諧振器件的三維熱彈性阻尼機(jī)理與模型.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的成熟發(fā)展，小型化的機(jī)電系統(tǒng)順勢(shì)而生。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System，簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS）是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。微機(jī)械諧振器件是微機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，且這類(lèi)器件工作在固有頻率處。微機(jī)械諧振器都有一個(gè)共通的性能參數(shù)，即品質(zhì)因數(shù)。品質(zhì)因數(shù)是ME

2、MS諧振器件的重要指標(biāo)，可以表示為振動(dòng)系統(tǒng)的總存儲(chǔ)能與每個(gè)振動(dòng)周期損失能量的比值。熱彈性阻尼(Thermoelastic damping，簡(jiǎn)稱(chēng)TED)是一種重要的能量損耗機(jī)制，其大小直接影響微機(jī)械諧振器的品質(zhì)因數(shù)。因此，為了設(shè)計(jì)高品質(zhì)因數(shù)的微機(jī)械諧振器件，我們需要去預(yù)測(cè)熱彈性阻尼的大小。本文的目的就是推導(dǎo)出能準(zhǔn)確地計(jì)算TED值得理論模型。
　　微矩形板是微機(jī)械諧振器件中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)?；谝痪S熱傳導(dǎo)理論的作軸對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)的微矩形板熱彈

3、性阻尼理論模型已經(jīng)出現(xiàn)，但該模型只考慮了矩形板沿厚度方向的熱傳導(dǎo)。為了提高熱彈性阻尼的計(jì)算精度，本文在推導(dǎo)理論模型過(guò)程中不僅考慮了沿厚度方向的熱傳導(dǎo)，同時(shí)考慮了沿長(zhǎng)度和寬度方向的熱傳導(dǎo)，從而建立了以三維熱傳導(dǎo)為理論的作軸對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)的微矩形板熱彈性阻尼理論模型。此外，本文根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用，選擇三種不同邊界條件的矩形板作為研究對(duì)象，分別推導(dǎo)出四邊固支矩形板、對(duì)邊固支矩形板以及懸臂矩形板的三維熱彈性阻尼的理論模型。最后，本文利用ANSYS軟件