懸臂梁式微開關(guān)特性分析研究.pdf

1、靜電力是微機電系統(tǒng)(MEMS)中一種重要的驅(qū)動方式,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微開關(guān)、微鉗和微鏡等微器件中。盡管已有一些靜電驅(qū)動的MEMS產(chǎn)品實現(xiàn)了商業(yè)化,但是相關(guān)設(shè)計理論和設(shè)計工具尚不能滿足工業(yè)設(shè)計的需求,實際設(shè)計中主要的設(shè)計方法仍然是反復(fù)試驗,這導(dǎo)致了設(shè)計效率低下,制約了產(chǎn)品的研發(fā)速度和商業(yè)化進展。本文旨在探討利用ANSYS以直接耦合的方法分析靜電驅(qū)動懸臂梁式微開關(guān)的靜態(tài)、動態(tài)和穩(wěn)定性特性并根據(jù)分析結(jié)果驗證理論推導(dǎo)的正確性。研究內(nèi)容包括懸臂

2、梁式微開關(guān)承受直流驅(qū)動電壓的靜態(tài)分析以及其承受交流驅(qū)動電壓下的靜態(tài)和動態(tài)分析。
　　ANSYS分析過程涉及微結(jié)構(gòu)建模、靜態(tài)分析、模態(tài)分析、動態(tài)分析及穩(wěn)定性分析。因系統(tǒng)同時涉及靜電力和結(jié)構(gòu)變形,故屬于靜電-結(jié)構(gòu)耦合的多物理場分析。整個過程需要多次重復(fù)分析以采集有效數(shù)據(jù),并繪制相關(guān)特性曲線。因ANSYS分析結(jié)果與實際情況較接近,故可以將分析結(jié)果與理論結(jié)果進行比較,以驗證理論推導(dǎo)的正確與否。同時分析結(jié)果可以對懸臂梁式微開關(guān)的設(shè)計提供一定