懸臂梁式微開(kāi)關(guān)特性分析研究.pdf

1、靜電力是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)中一種重要的驅(qū)動(dòng)方式,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微開(kāi)關(guān)、微鉗和微鏡等微器件中。盡管已有一些靜電驅(qū)動(dòng)的MEMS產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,但是相關(guān)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)工具尚不能滿足工業(yè)設(shè)計(jì)的需求,實(shí)際設(shè)計(jì)中主要的設(shè)計(jì)方法仍然是反復(fù)試驗(yàn),這導(dǎo)致了設(shè)計(jì)效率低下,制約了產(chǎn)品的研發(fā)速度和商業(yè)化進(jìn)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(dòng)懸臂梁式微開(kāi)關(guān)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和穩(wěn)定性特性并根據(jù)分析結(jié)果驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性。研究?jī)?nèi)容包括懸臂

2、梁式微開(kāi)關(guān)承受直流驅(qū)動(dòng)電壓的靜態(tài)分析以及其承受交流驅(qū)動(dòng)電壓下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。
　　ANSYS分析過(guò)程涉及微結(jié)構(gòu)建模、靜態(tài)分析、模態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析及穩(wěn)定性分析。因系統(tǒng)同時(shí)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(chǎng)分析。整個(gè)過(guò)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(shí)際情況較接近,故可以將分析結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比較,以驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確與否。同時(shí)分析結(jié)果可以對(duì)懸臂梁式微開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)提供一定