微機電系統(tǒng)中微梁變形行為的尺度效應(yīng).pdf

1、在微機電系統(tǒng)（MEMS）中，當微結(jié)構(gòu)尺寸減小到微米量級后，其力學和物理性能表現(xiàn)出與塊體結(jié)構(gòu)不同的特性，具有一定的尺度效應(yīng)。由于靜電驅(qū)動微梁常作為驅(qū)動結(jié)構(gòu)，因此對其尺度效應(yīng)的研究具有重要意義。
　　 本文主要分析了靜電驅(qū)動器中常用機構(gòu)懸臂梁和兩端固支梁的靜、動態(tài)中體現(xiàn)的尺度效應(yīng)。首先，分析微梁的吸合效應(yīng)現(xiàn)象，建立其臨界電壓和臨界撓度的數(shù)學模型，并運用ANSYS中的直接耦合法-TRANS126降階單元，建立微梁的機電耦合模型，得出了

2、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對微梁吸合效應(yīng)的影響。
　　 其次，基于微梁在變時載荷下的振動理論，采用TRANS126降階單元，經(jīng)過多次試算，找到電壓與撓度的收斂點，得到微梁的振動固有頻率和吸合時間，同時建立了直接嵌入微梁材料的特征長度的固有頻率與厚度之間的定量關(guān)系分析模型。
　　 最后，基于微梁外形尺寸進入微米量級后而導(dǎo)致力學行為的尺度效應(yīng)，建立了微梁撓度變形的靜態(tài)變形解析分析模型，將靜電力作用下梁彎曲理論與冪級數(shù)展開式、歐拉降階公式和