基于有限元方法的壓電微懸臂梁的模態(tài)分析和壓電分析.pdf

1、微懸臂梁是一種典型的可活動(dòng)微結(jié)構(gòu)器件,其長度和寬度一般在微米范圍,而厚度在亞微米范圍,根據(jù)不同應(yīng)用,可以使用如單晶硅、多晶硅、二氧化硅、鋁等多種材料加工而成,因?yàn)榫哂兄苽涔に嚵鞒毯唵?應(yīng)用領(lǐng)域延展性強(qiáng)的特點(diǎn),在微機(jī)電系統(tǒng)中占有重要的地位,近年來,利用壓電材料的壓電效應(yīng),微懸臂梁作為PZT壓電薄膜微傳感器的彈性敏感元件直接實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與電信號的轉(zhuǎn)換日益成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文利用可以分析多物理場的大型有限元仿真軟件ansys12.0對

2、以PZT-5H作為壓電層的PZT壓電微懸臂梁進(jìn)行模態(tài)分析和壓電分析。首先,在忽略電極層的前提下,對壓電微懸臂梁進(jìn)行模態(tài)分析,得到懸臂梁的前十階振型圖及固有頻率;其次,利用已建立的有限元模態(tài)分析模型,分析電極層對不同尺寸的壓電微懸臂梁動(dòng)態(tài)性能的影響,最終證實(shí)對于本文所研究的壓電微懸臂梁,可以完全忽略電極層的存在而不會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的失真;最后,鑒于壓電微懸臂梁在實(shí)際應(yīng)用中以傳感性能為主,本文利用有限元軟件ansys12.0對壓電微懸臂梁進(jìn)行壓電