微梁机电耦合动力学
发布时间：2022-01-09 22:20
动力学特性直接影响微型机电系统的设计及其工作特性的控制。微梁结构是微型机电系统的典型结构之一,本论文研究了机电耦合微梁系统的动力学问题。以施加电场力的单微梁为研究对象,建立了机电耦合动力学模型。分析了微梁在电场力作用下的静态位移、振动模态函数及固有频率。利用模态叠加法,分析了机电耦合微梁在简谐激励作用下的受迫振动规律,研究了系统参数对共振的影响。考虑电场力的非线性因素,应用非线性近似解法研究了单微梁系统的弱非线性自由振动、接近共振的受迫振动、远离共振的受迫振动。对接近共振的受迫振动幅频特性及其影响因素进行了分析,并研究了各参数对远离共振的受迫振动响应的影响。在对单微梁系统进行分析的基础上,建立了双微梁机电耦合动力学模型。对系统的静态位移、振动模态及其固有频率进行了分析。进一步研究了机电耦合双微梁在简谐激励作用下的受迫振动规律。建立了考虑空气挤压膜的单微梁系统机电流体耦合动力学方程。采用KBM法求解时间响应,研究了机电流体耦合微梁的位移、电场及压力场响应特性,分析了系统参数对上述响应特性的影响。研究了机电流体耦合微梁的共振特性。建立了系统的受迫振动方程,采用KBM法分析了系统共振的幅频、...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
v-0δ曲线
取sin 1eω t =，并对2 21i eω ω取绝对值，得到( )( )0 022 201i ii ev bEq t Ku= εω ωδ(2-60)将式(2-60)代入式(2-59)，可研究系统各阶共振。2.4 结果分析2.4.1 静态位移分析2.4.1.1 静态位移 微梁材料选用 SiO2，系统参数如表 2-1 所示。对其施加电场力，电压 v0关于微梁平均位移0δ 的关系曲线见图 2-3。表 2-1 系统参数Table 2-1 The parameters of the systemL (mm) b(μm) u(μm) h(mm) E(GPa) ρ(kg·m-3)1 15 2 7 190 2.5×103
18(c) 材料变化影响图 2-5 系统参数变化对0v - k 曲线的影响 Influences of the parameters on changes of0v alon系统参数对静态位移影响规律如下：它参数不变，随着微梁间隙 u 的增大，达到这是因为间隙增大将导致均布电场力减小，梁的部分静态位移。它参数不变，当微梁厚度 h 增大时，达到非势。这是因为厚度增大使微梁抗弯刚度增大时系统需要增大电压来补偿微梁的部分静态参数不变的情况下改变梁的材料，选用 Al，)所示。由于 SiO2弹性模量大于 Al，其达到
【参考文献】：
期刊论文
[1]微机电系统及其应用[J]. 史铁林,钟飞,何涛. 湖北工业大学学报. 2005(05)
[2]M EM S微梁静电致动器的力学特性研究[J]. 牛凯,叶雄英,周兆英,冯焱颖. 压电与声光. 2005(05)
[3]微机电系统应用中的非线性力学问题分析[J]. 王超,郭早阳. 机电工程技术. 2005(08)
[4]ANSYS梁单元的理论基础及其选用方法[J]. 王青,徐港. 三峡大学学报(自然科学版). 2005(04)
[5]求解静电驱动微梁变形的数值与解析方法[J]. 王洪喜,贾建援,樊康旗. 机械设计与研究. 2005(02)
[6]静电力作用下微梁变形分析与计算[J]. 王洪喜,贾建援,樊康旗. 机械科学与技术. 2005(04)
[7]ANSYS在模态分析中的应用[J]. 杨康,韩涛. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2005(01)
[8]微机电系统技术及其应用[J]. 赵运才,李克安. 湖南理工学院学报(自然科学版). 2004(04)
[9]MEMS的研究现状及其进展[J]. 马强,李文石,朱臻. 中国集成电路. 2004(10)
[10]微机电系统的发展及其应用[J]. 林忠华,胡国清,刘文艳,张慧杰. 纳米技术与精密工程. 2004(02)
硕士论文
[1]微型机电系统端点特性建模技术研究[D]. 陈坚美.浙江大学 2004
本文编号：3579542
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
v-0δ曲线
取sin 1eω t =，并对2 21i eω ω取绝对值，得到( )( )0 022 201i ii ev bEq t Ku= εω ωδ(2-60)将式(2-60)代入式(2-59)，可研究系统各阶共振。2.4 结果分析2.4.1 静态位移分析2.4.1.1 静态位移 微梁材料选用 SiO2，系统参数如表 2-1 所示。对其施加电场力，电压 v0关于微梁平均位移0δ 的关系曲线见图 2-3。表 2-1 系统参数Table 2-1 The parameters of the systemL (mm) b(μm) u(μm) h(mm) E(GPa) ρ(kg·m-3)1 15 2 7 190 2.5×103
18(c) 材料变化影响图 2-5 系统参数变化对0v - k 曲线的影响 Influences of the parameters on changes of0v alon系统参数对静态位移影响规律如下：它参数不变，随着微梁间隙 u 的增大，达到这是因为间隙增大将导致均布电场力减小，梁的部分静态位移。它参数不变，当微梁厚度 h 增大时，达到非势。这是因为厚度增大使微梁抗弯刚度增大时系统需要增大电压来补偿微梁的部分静态参数不变的情况下改变梁的材料，选用 Al，)所示。由于 SiO2弹性模量大于 Al，其达到
【参考文献】：
期刊论文
[1]微机电系统及其应用[J]. 史铁林,钟飞,何涛. 湖北工业大学学报. 2005(05)
[2]M EM S微梁静电致动器的力学特性研究[J]. 牛凯,叶雄英,周兆英,冯焱颖. 压电与声光. 2005(05)
[3]微机电系统应用中的非线性力学问题分析[J]. 王超,郭早阳. 机电工程技术. 2005(08)
[4]ANSYS梁单元的理论基础及其选用方法[J]. 王青,徐港. 三峡大学学报(自然科学版). 2005(04)
[5]求解静电驱动微梁变形的数值与解析方法[J]. 王洪喜,贾建援,樊康旗. 机械设计与研究. 2005(02)
[6]静电力作用下微梁变形分析与计算[J]. 王洪喜,贾建援,樊康旗. 机械科学与技术. 2005(04)
[7]ANSYS在模态分析中的应用[J]. 杨康,韩涛. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2005(01)
[8]微机电系统技术及其应用[J]. 赵运才,李克安. 湖南理工学院学报(自然科学版). 2004(04)
[9]MEMS的研究现状及其进展[J]. 马强,李文石,朱臻. 中国集成电路. 2004(10)
[10]微机电系统的发展及其应用[J]. 林忠华,胡国清,刘文艳,张慧杰. 纳米技术与精密工程. 2004(02)
硕士论文
[1]微型机电系统端点特性建模技术研究[D]. 陈坚美.浙江大学 2004
本文编号：3579542
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3579542.html
