本文關(guān)鍵詞：穿孔板靜電微執(zhí)行器的Pull-in現(xiàn)象研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微執(zhí)行器作為微機(jī)械系統(tǒng)的核心部分，它可用于提供微機(jī)械系統(tǒng)所需動(dòng)力，也可成為微機(jī)械系統(tǒng)的操作和執(zhí)行單元。其中，靜電微執(zhí)行器是微執(zhí)行器最常見、最廣泛使用的一種。在微器件尺寸下，阻尼效應(yīng)非常明顯，器件尺寸越小，阻尼效應(yīng)越大，這個(gè)特點(diǎn)嚴(yán)重影響了微器件的工作效率。當(dāng)然我們可以設(shè)計(jì)真空封裝工藝，但由于微器件應(yīng)用廣泛，在很多環(huán)境下直接與外界相互作用，針對(duì)這種情況，提出了穿孔板的設(shè)計(jì)概念。穿孔板可以有效地減小阻尼效應(yīng)，因此，在現(xiàn)有大量平行板Pull-in現(xiàn)象研究成果的基礎(chǔ)上，，研究穿孔板的Pull-in參數(shù)是非常必要的。 本文首先介紹了微機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)研究發(fā)展背景和靜電微執(zhí)行器平板式模型的Pull-in失穩(wěn)現(xiàn)象。在平板式模型現(xiàn)有理論基礎(chǔ)上，研究穿孔板式模型。本文分別通過力法和能量法推導(dǎo)出忽略邊緣效應(yīng)的穿孔板模型在靜電場力作用下的Pull-in模型參數(shù)，然后以能量法推導(dǎo)出考慮邊緣效應(yīng)的簡化漏電容模型、詳細(xì)漏電容模型的靜態(tài)Pull-in方程。利用MATLAB軟件和ANSYS有限元仿真，對(duì)三種模型的Pull-in失穩(wěn)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，得到相對(duì)精確的靜態(tài)Pull-in參數(shù)模型。同時(shí)，在階躍信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的作用下，分析了三種模型的穿孔板動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象，推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)方程，并同樣利用MATLAB軟件和ANSYS仿真，著重分析了階躍信號(hào)下的Pull-in參數(shù)的情況，包括器件尺寸影響，阻尼系數(shù)影響等。由此，可以得到穿孔板靜電微執(zhí)行器在三種模型下的合理使用范圍。
【關(guān)鍵詞】：微機(jī)械系統(tǒng) 靜電微執(zhí)行器 穿孔板微執(zhí)行器 靜態(tài)Pull-in現(xiàn)象 動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP215;TH-39
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 MEMS 概述8-10
• 1.1.1 MEMS 簡述8-9
• 1.1.2 MEMS 發(fā)展9-10
• 1.2 微執(zhí)行器簡介10-11
• 1.3 與本課題相關(guān)的研究進(jìn)展11-12
• 1.4 本論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 第二章 Pull-in 現(xiàn)象13-16
• 2.1 Pull-in 現(xiàn)象簡述13-14
• 2.2 Pull-in 參數(shù)14-16
• 第三章 穿孔板式靜電微執(zhí)行器靜態(tài) Pull-in 現(xiàn)象16-33
• 3.1 忽略邊緣效應(yīng)的穿孔板模型靜態(tài)分析16-20
• 3.1.1 力法求解16-19
• 3.1.2 能量法求解19-20
• 3.2 考慮邊緣效應(yīng)的穿孔板模型的靜態(tài)分析20-25
• 3.2.1 簡化漏電容模型的靜態(tài) Pull-in 分析20-22
• 3.2.2 詳細(xì)漏電容模型的靜態(tài) Pull-in 分析22-25
• 3.3 穿孔板尺寸對(duì)靜態(tài) Pull-in 參數(shù)的影響25-32
• 3.3.1 ANSYS 靜態(tài)仿真25-29
• 3.3.2 穿孔比對(duì) Pull-in 參數(shù)的影響29-31
• 3.3.3 孔邊長與穿孔板邊長之比對(duì) Pull-in 參數(shù)的影響31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 階躍信號(hào)下穿孔板靜電微執(zhí)行器動(dòng)態(tài) Pull-in 分析33-54
• 4.1 無阻尼階躍信號(hào)下的動(dòng)態(tài) Pull-in 現(xiàn)象分析33-40
• 4.1.1 忽略邊緣效應(yīng)模型的 Pull-in 分析35-38
• 4.1.2 簡化漏電容模型的 Pull-in 分析38-39
• 4.1.3 詳細(xì)漏電容模型的 Pull-in 分析39-40
• 4.2 穿孔板尺寸對(duì)動(dòng)態(tài) Pull-in 參數(shù)的影響40-44
• 4.2.1 穿孔比對(duì) Pull-in 參數(shù)的影響41-42
• 4.2.2 孔邊長與穿孔板邊長之比對(duì) Pull-in 參數(shù)的影響42-44
• 4.3 考慮阻尼階躍信號(hào)下的動(dòng)態(tài) Pull-in 現(xiàn)象44-49
• 4.4 階躍信號(hào)下 ANSYS 動(dòng)態(tài)仿真49-51
• 4.5 阻尼對(duì)各種模型的 Pull-in 參數(shù)影響51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第五章 調(diào)制信號(hào)下穿孔板靜電微執(zhí)行器動(dòng)態(tài) Pull-in 分析54-62
• 5.1 忽略邊緣效應(yīng)模型的 Pull-in 分析57-59
• 5.2 簡化漏電容模型的 Pull-in 分析59-60
• 5.3 詳細(xì)漏電容模型的 Pull-in 分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 工作總結(jié)62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文67-68
• 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目68-69
• 致謝69

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐琳;靜電微執(zhí)行器的Pull-in特性分析[D];南京郵電大學(xué);2012年

2 郄軍建;考慮漏磁效應(yīng)的扭轉(zhuǎn)式磁微執(zhí)行器Pull-in參數(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

3 付文文;穿孔板靜電微執(zhí)行器的Pull-in現(xiàn)象研究[D];南京郵電大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：穿孔板靜電微執(zhí)行器的Pull-in現(xiàn)象研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：441472