具有一般结构的MEMS扭转器件挤压膜阻尼模型

发布时间：2021-03-26 16:48

　　随着MEMS谐振器应用的日益广泛,业界对于该器件的设计制造也提出了更高的要求。由于谐振器的尺寸较小,在工作时会受到比较大的气体阻尼效应。挤压膜阻尼作为其中的一种,对器件的工作特性具有较大影响。因此,如何在设计阶段准确地预测器件的挤压膜阻尼以提高谐振器件的品质因数就成了关键。在利用连续介质理论研究MEMS谐振器件的挤压膜阻尼时,前人对于矩形板扭转谐振器挤压膜阻尼的研究虽然成果斐然,但是此类研究仅仅考虑了扭转轴在矩形板中心轴上或者处于矩形板某一边界上的情况,而缺少一种通用的理论模型来描述扭转轴处于不同位置时器件的挤压膜阻尼。且查阅当前的资料也可以发现,一种对于穿孔及未穿孔两种状态下的通用理论模型也尚未提出,研究模型亟待完善。本文在前人的研究基础上,利用连续介质理论对扭转轴处于任意位置的MEMS刚性未穿孔和穿孔矩形板扭转微谐振器件的挤压膜阻尼进行了研究。对于扭转轴的任意位置,本文通过定义扭转轴偏移矩形板中心轴的距离变量来进行描述,随后本文利用双正弦级数法对间隙气体的修正雷诺方程进行求解得出两种结构下的挤压膜阻尼解析模型,并给出阻尼系数、刚度系数和品质因数的具体推导过程。同时,本文给定矩形板运... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

施加载荷后的扭转微矩形板有限元模型（l=100μm）

矩形板扭转谐振器间隙气体压强实部分布图（l=100μm）

图 3-4 矩形板扭转谐振器间隙气体压强虚部分布图（l=100μm）据单元的面积 A 及节点 x 方向的坐标，可以得到矩形板扭转挤压膜阻尼的矩T P A xReRe（

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3101920