微機(jī)電系統(tǒng)中微梁變形行為的尺度效應(yīng).pdf

1、在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）中，當(dāng)微結(jié)構(gòu)尺寸減小到微米量級(jí)后，其力學(xué)和物理性能表現(xiàn)出與塊體結(jié)構(gòu)不同的特性，具有一定的尺度效應(yīng)。由于靜電驅(qū)動(dòng)微梁常作為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此對(duì)其尺度效應(yīng)的研究具有重要意義。
　　 本文主要分析了靜電驅(qū)動(dòng)器中常用機(jī)構(gòu)懸臂梁和兩端固支梁的靜、動(dòng)態(tài)中體現(xiàn)的尺度效應(yīng)。首先，分析微梁的吸合效應(yīng)現(xiàn)象，建立其臨界電壓和臨界撓度的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用ANSYS中的直接耦合法-TRANS126降階單元，建立微梁的機(jī)電耦合模型，得出了

2、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)微梁吸合效應(yīng)的影響。
　　 其次，基于微梁在變時(shí)載荷下的振動(dòng)理論，采用TRANS126降階單元，經(jīng)過(guò)多次試算，找到電壓與撓度的收斂點(diǎn)，得到微梁的振動(dòng)固有頻率和吸合時(shí)間，同時(shí)建立了直接嵌入微梁材料的特征長(zhǎng)度的固有頻率與厚度之間的定量關(guān)系分析模型。
　　 最后，基于微梁外形尺寸進(jìn)入微米量級(jí)后而導(dǎo)致力學(xué)行為的尺度效應(yīng)，建立了微梁撓度變形的靜態(tài)變形解析分析模型，將靜電力作用下梁彎曲理論與冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式、歐拉降階公式和