【摘要】：微機(jī)械電子系統(tǒng)是人類進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),科學(xué)技術(shù)的重要的發(fā)展方向。微機(jī)械諧振器作為微機(jī)械電子系統(tǒng)中的核心部件,了解各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其振動(dòng)性能的影響成為微機(jī)械電子系統(tǒng)研究的關(guān)鍵。本文針對(duì)微機(jī)械諧振器若干非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,對(duì)其壓模阻尼特性、非線性靜電驅(qū)動(dòng)特性、非線性振動(dòng)特性等方面進(jìn)行了研究和探索。首先,研究了MEMS諧振器的能量耗散機(jī)制,給出了各耗散機(jī)制與MEMS諧振器質(zhì)量因子的數(shù)學(xué)關(guān)系式。應(yīng)用雷諾方程,給出了不同工況下,微機(jī)械諧振器壓模阻尼力的計(jì)算公式,并指出了各計(jì)算公式的適用范圍。然后,研究了雙端固支梁MEMS諧振器系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性,改進(jìn)了MEMS諧振器系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用多尺度法對(duì)MEMS諧振器進(jìn)行攝動(dòng)分析,分析了環(huán)境壓力、直流偏置電壓、交流電壓幅值以及立方非線性靜電剛度等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)微系統(tǒng)線性共振頻率和受迫振動(dòng)幅頻響應(yīng)特性的影響。分析了當(dāng)微機(jī)械諧振器處于小位移高頻振動(dòng)時(shí),立方非線性靜電剛度對(duì)微機(jī)械諧振器振動(dòng)特性方面的影響。最后,通過(guò)對(duì)MEMS諧振器阻尼特性和非線性動(dòng)力學(xué)特性的分析,應(yīng)用Mathematics軟件和ANSYS有限元軟件對(duì)MEMS諧振器系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真。應(yīng)用ANSYS對(duì)三種梁式微機(jī)械諧振器進(jìn)行了模態(tài)分析,并將模態(tài)分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。同時(shí)用Mathematics分析了MEMS諧振器的固有頻率和幅頻響應(yīng)特性,并與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:環(huán)境壓力的增加會(huì)使微機(jī)械諧振器的共振頻率增加,穩(wěn)態(tài)振動(dòng)的幅值明顯減小。直流偏置電壓具有軟化效應(yīng),環(huán)境壓力具有硬化效應(yīng)。微機(jī)械諧振器在小位移振動(dòng)時(shí),通過(guò)對(duì)幅頻曲線的分析發(fā)現(xiàn),三次非線性靜電剛度會(huì)使微機(jī)械諧振器表現(xiàn)出或軟或硬的非線性特性且不可忽略。數(shù)值仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果相符和,證明了本文理論分析的正確性。本文的研究方法和結(jié)論對(duì)認(rèn)識(shí)和發(fā)展微機(jī)械諧振器動(dòng)力學(xué)所涉及的尺度效應(yīng)、阻尼效應(yīng)、非線性動(dòng)力學(xué)特性等方面具有一定的參考價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O322;TH-39

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙煥玲;代洪兵;;基于MEMS慣性技術(shù)的^頌遣飭課蟛畈鉤パ芯縖J];貴州科學(xué);2012年01期

2 ;MEMS光開(kāi)關(guān)的控制[J];電子元器件應(yīng)用;2006年07期

3 羅元,張毅,黃尚廉;MEMS光開(kāi)關(guān)及主要工藝技術(shù)的研究[J];激光雜志;2001年06期

4 胡劍;李剛炎;;基于MEMS的光開(kāi)關(guān)技術(shù)研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年04期

5 高曉萍;微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)光開(kāi)關(guān)[J];光機(jī)電信息;2001年12期

6 呂文龍,陳義華,孫道恒;微電鑄及其在MEMS中的應(yīng)用[J];廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年S1期

7 錢(qián)坤;傅焰峰;張s，

本文編號(hào)：2456528