新型低电压大变形微驱动器数值求解及仿真

发布时间：2019-05-19 21:35

【摘要】：针对横向加载单向变形MEMS静电微驱动器位移过小或驱动电压过大问题,提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低驱动电压静电驱动器模型;基于拉格朗日-麦克斯韦机电动分析力学,建立轴向横向同时加载的微驱动器动力方程;分析温度应力、静电调节力和轴向挤压力对轴向载荷的影响;基于龙格-库塔算法和有限差分法分别将横向分布载荷和轴向载荷等效转化为横向集中载荷;仿真得到变形同驱动电压、调节电压、轴向挤压量和温差的关系;结果显示当驱动电压仅为16 V时,位移高达10.861μm,远大于传统横向加载单向变形微驱动器的位移量.实验验证了仿真结果.
[Abstract]:In order to solve the problem of small displacement or too large driving voltage of MEMS electrostatic microdrive under transverse loading, a silicon based electrostatic actuator model with large displacement and low driving voltage based on the principle of longitudinal and transverse bending deformation is proposed. Based on the electroanalytical mechanics of Lagrangian-Maxway machine, the dynamic equation of micro-actuator loaded at the same time in axial and transverse direction is established, and the effects of temperature stress, electrostatic regulating force and axial extrusion pressure on axial load are analyzed. Based on Runge-Kutta algorithm and finite difference method, the transverse distributed load and axial load are equivalent to transverse concentrated load, and the relationship between deformation and driving voltage, regulating voltage, axial extrusion and temperature difference is obtained by simulation. The results show that when the driving voltage is only 16 V, the displacement is as high as 10.861 渭 m, which is much larger than the displacement of the traditional transverse loading unidirectional deformation microactuator. The simulation results are verified by experiments.
【作者单位】： 西安电子科技大学机电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(61176130)资助项目
【分类号】：TH703

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2481084