本文關(guān)鍵詞：微機(jī)電系統(tǒng)微傳感器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems),即MEMS,是涉及到機(jī)械、電子、流體力學(xué)、熱力學(xué)、材料力學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科的交叉領(lǐng)域,它是微電子系統(tǒng)與其他可以進(jìn)行信息或能量傳輸、轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。 微梳齒諧振器是一種經(jīng)典的MEMS器件,由于其能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和其他能量的轉(zhuǎn)換,可以在從1KHz-1MHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的振幅,設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,如汽車安全氣囊、小衛(wèi)星、磁頭驅(qū)動(dòng)器等,因此對(duì)微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究,以及對(duì)MEMS器件的開發(fā)應(yīng)用具有重要意義。 本文圍繞微梳齒諧振器和微帶通濾波器的工作原理、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化以及空氣阻尼對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響等方面展開研究,旨在建立和完善MEMS傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析技術(shù)。 針對(duì)微梳齒諧振器的工作原理的介紹,包括對(duì)其結(jié)構(gòu)的分析、靜電驅(qū)動(dòng)原理和動(dòng)力學(xué)原理的解析,為后續(xù)的微諧振器的動(dòng)態(tài)分析和建立系列化微諧振器器件的動(dòng)態(tài)特性分析求解程序提供了理論依據(jù)。 針對(duì)微梳齒諧振器結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的研究是建立在微諧振器結(jié)構(gòu)參數(shù)化的基礎(chǔ)上,通過ANSYS Workbench分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)諧振頻率的影響,為參數(shù)化的目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù),通過模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,獲得共振頻率、主振型、幅頻、相頻曲線等相關(guān)振動(dòng)特性。 采用APDL編程分析研究了微梳齒諧振器在受到空氣阻尼時(shí)的動(dòng)態(tài)特性,程序建立在對(duì)微諧振器結(jié)構(gòu)和功能的分析上,通過添加條件和約束建立程序模型,采用不同的有限元單元類型代替微梳齒諧振器不同的功能部件,其中采用FLUID139單元類型設(shè)置空氣阻尼模型,最后通過分析結(jié)果數(shù)據(jù)總結(jié)出空氣阻尼對(duì)微梳齒諧振器振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性影響,與其他方法相比,此方法快速、實(shí)用、適應(yīng)性好。 基于微梳齒諧振器結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化方法的總結(jié)對(duì)微帶通濾波器進(jìn)行優(yōu)化分析,并比較了其動(dòng)態(tài)特性在優(yōu)化前后的明顯改善。 本文主要以微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)為例,為MEMS微傳感器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種系統(tǒng)化分析模式,對(duì)MEMS領(lǐng)域的微傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：MEMS 微梳齒諧振器 目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) APDL 空氣阻尼
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH-39;TP212
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 MEMS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景12-15
• 1.2.1 MEMS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 MEMS的應(yīng)用前景13-15
• 1.3 論文研究的目的及主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 微梳齒諧振器的工作原理17-23
• 2.1 微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 微梳齒諧振器的工作原理18
• 2.3 微梳齒諧振器的靜電驅(qū)動(dòng)原理18-21
• 2.4 微梳齒諧振器的動(dòng)力學(xué)原理21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化23-41
• 3.1 微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)分析23-26
• 3.1.1 微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)23-24
• 3.1.2 微梳齒諧振器的諧振頻率24-26
• 3.2 基于ANSYS WORKBENCH的微梳齒諧振器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化26-37
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)建模28-29
• 3.2.2 模態(tài)分析29-33
• 3.2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)分析和優(yōu)化33-36
• 3.2.4 諧響應(yīng)分析36-37
• 3.3 結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)處理37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 受空氣阻尼影響的微梳齒諧振器動(dòng)態(tài)特性分析41-53
• 4.1 空氣阻尼作用原理分析41-43
• 4.2 空氣阻尼模型43-44
• 4.3 基于APDL的微梳齒諧振器的動(dòng)態(tài)空氣阻尼分析44-51
• 4.3.1 ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL44-45
• 4.3.2 微梳齒諧振器的簡(jiǎn)化模型45-46
• 4.3.3 叉指換能信號(hào)端的設(shè)置46-47
• 4.3.4 空氣阻尼單元模擬47-48
• 4.3.5 模態(tài)分析和諧分析48-49
• 4.3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 微帶通濾波器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化53-63
• 5.1 微帶通濾波器的工作原理和結(jié)構(gòu)參數(shù)53-54
• 5.2 微帶通濾波器的動(dòng)力學(xué)分析54-58
• 5.3 基于ANSYS WORKBENCH的微帶通濾波器的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化58-61
• 5.3.1 模態(tài)分析58-59
• 5.3.2 優(yōu)化分析59-60
• 5.3.3 諧響應(yīng)分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第六章 總結(jié)和展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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7 章彬,劉清`

本文編號(hào)：388738