發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 16:37

  本文關(guān)鍵詞：交流電作用下電熱致動(dòng)器的熱疲勞失效機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 微機(jī)電系統(tǒng) 電熱致動(dòng)器 交變溫度載荷 熱疲勞失效 失效機(jī)理

【摘要】：針對電熱致動(dòng)器在交流電作用下承受交變溫度載荷而發(fā)生熱疲勞失效的現(xiàn)象,分析熱疲勞失效機(jī)理。建立電熱致動(dòng)器的瞬態(tài)溫度分析模型和力學(xué)模型,實(shí)測致動(dòng)位移,實(shí)測位移與理論計(jì)算、有限元仿真結(jié)果一致。溫度和應(yīng)力計(jì)算表明,結(jié)構(gòu)形式和施加的電壓直接影響致動(dòng)器的溫度分布和應(yīng)力大小,因最大應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度極限而不會(huì)發(fā)生應(yīng)力引起的疲勞失效。測試交流電作用下致動(dòng)位移和循環(huán)次數(shù)的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明,溫度低于脆性-韌性轉(zhuǎn)換溫度,電熱致動(dòng)器不發(fā)生熱疲勞失效,否則在長期循環(huán)后會(huì)發(fā)生熱疲勞失效。300~600℃的溫度對電熱致動(dòng)器的工作最有利,在此溫度范圍內(nèi)能夠精確穩(wěn)定地提供數(shù)千萬次的致動(dòng)循環(huán)。根據(jù)失效現(xiàn)象,分析熱疲勞失效機(jī)理,得出高溫變形是引發(fā)熱疲勞失效的直接原因,交流電壓的幅值和頻率對熱疲勞的作用都能統(tǒng)一到溫度上。
【作者單位】： 上海大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化工程系;蘭州城市學(xué)院石油工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 微機(jī)電系統(tǒng) 電熱致動(dòng)器 交變溫度載荷 熱疲勞失效 失效機(jī)理
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51075249)
【分類號】：TB302;TH-39
【正文快照】： 0前言*隨著微機(jī)電系統(tǒng)(Micro electro-mechanicalsystem,MEMS)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,微器件在實(shí)現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上,其使用性能和壽命問題日益突出,MEMS的可靠性問題已引起了廣泛的關(guān)注[1]。致動(dòng)器為MEMS提供動(dòng)力,是MEMS的核心部件,其性能是影響系統(tǒng)可靠性的主要因素之一[2]。

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏源遠(yuǎn);馮志華;劉永斌;張平;;介電彈性體致動(dòng)器及其應(yīng)變響應(yīng)研究[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2006年06期

2 ;可由磁場控制的泳動(dòng)致動(dòng)器[J];金屬功能材料;1999年05期

3 王昌,李強(qiáng),李銀祥,張一玲,胡明哲;新型納米級微位移致動(dòng)器的設(shè)計(jì)[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2002年05期

4 曉敏;薄膜形狀記憶合金致動(dòng)器[J];金屬功能材料;2002年06期

5 孟凡興,袁惠群,周爍;稀土超磁致伸縮材料致動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)特性分析[J];材料與冶金學(xué)報(bào);2002年01期

6 王昌,李強(qiáng),李銀祥,張一玲,胡明哲;超磁致伸縮單晶微位移致動(dòng)器特性研究[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2002年03期

7 丁海濤;何青松;于敏;張昊;郭東杰;戴振東;;IPMC微泵驅(qū)動(dòng)膜的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2011年01期

8 賀子岳;一種新型的超高位移致動(dòng)器:彩虹狀陶瓷[J];國外建材科技;1995年01期

9 晗旭,戴耀松;快速響應(yīng)主動(dòng)控制的燃料噴射致動(dòng)器的開環(huán)性能[J];飛航導(dǎo)彈;1998年08期

10 周嚴(yán);劉躍;張麗芳;翁玲;李淑英;;Fe-Ga-Al磁致伸縮致動(dòng)器輸出特性研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 周浩淼;周又和;鄭曉靜;;超磁致伸縮致動(dòng)器非線性振動(dòng)的主動(dòng)控制[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 簡林柯;李新忠;何鉞;;重復(fù)控制及其在多致動(dòng)器同步運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用[A];1997年中國控制會(huì)議論文集[C];1997年

3 劉娜;楊慶生;;含壓電致動(dòng)器復(fù)合材料的細(xì)觀應(yīng)力分析[A];第17屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議（智能與功能復(fù)合材料分論壇）論文集[C];2012年

4 李勇;吳宏鑫;;采用壓電敏感器和致動(dòng)器的撓性結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方法研究[A];1997年中國控制會(huì)議論文集[C];1997年

5 程瑜;位自英;郭東杰;方少明;;二氧化硅/全氟磺酸雜化膜基離子交換電致動(dòng)器[A];河南省化學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

6 鮑詩杰;徐志科;金龍;;疊層型壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電源研究[A];第十三屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

7 高海南;張俊虎;楊柏;;仿生智能聚苯胺/聚乙烯醇納米復(fù)合致動(dòng)器[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 楊應(yīng)奎;彭仁貴;王媛珍;董曉利;;光致動(dòng)器用碳納米管/彈性體復(fù)合材料[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題J：高分子復(fù)合體系[C];2013年

9 彭仁貴;王媛珍;唐偉;楊應(yīng)奎;;碳納米管/聚硅氧烷復(fù)合纖維的制備及其光致機(jī)械響應(yīng)[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題J：高分子復(fù)合體系[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 記者楊金瑞;美國“特�！薄∶闇�(zhǔn)中國[N];中華工商時(shí)報(bào);2002年

2 肖習(xí);中國產(chǎn)軸承致動(dòng)器在美受調(diào)查[N];國際經(jīng)貿(mào)消息報(bào);2002年

3 孝文;打針不再痛[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 沈雪瑾;硅微單側(cè)直腳諧振器與復(fù)合V型梁熱致動(dòng)器的機(jī)械性能研究[D];上海大學(xué);2007年

2 曹淑瑛;超磁致伸縮致動(dòng)器的磁滯非線性動(dòng)態(tài)模型與控制技術(shù)[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

3 栗大超;硅微機(jī)械扭轉(zhuǎn)鏡光致動(dòng)器及其動(dòng)態(tài)測試技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2004年

4 顏剛毅;用于高速掃描探針顯微鏡的高速致動(dòng)器[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

5 李永;超磁致伸縮致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2013年

6 孫英;超磁致伸縮致動(dòng)器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與動(dòng)態(tài)模型及實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

7 周嚴(yán);Fe-Ga-Al磁致伸縮材料及其在致動(dòng)器中的應(yīng)用研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

8 杜設(shè)亮;精密機(jī)械仿生熱穩(wěn)定構(gòu)件研究[D];浙江大學(xué);2001年

9 吳猛;超磁致壓電混合精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其控制技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 錢飛;外差干涉納米定位系統(tǒng)中PZT的遲滯特性研究[D];中國計(jì)量學(xué)院;2015年

2 韋旌坤;超聲激勵(lì)沖擊太空取樣鉆動(dòng)力學(xué)仿真[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

3 王啟龍;超磁致伸縮致動(dòng)器及微動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2014年

4 鄒君;軌跡可控式磁致伸縮精密微位移致動(dòng)器研究[D];大連理工大學(xué);2014年

5 郝禮書;合成射流致動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

6 丁勝華;超磁致伸縮致動(dòng)器參數(shù)設(shè)計(jì)及其特性研究[D];山東科技大學(xué);2006年

7 翁玲;磁致伸縮致動(dòng)器控制系統(tǒng)的研制[D];河北工業(yè)大學(xué);2003年

8 胡愛娣;超磁致伸縮致動(dòng)器的輸出特性模型與虛擬測試技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

9 楊士斌;基于致動(dòng)器陣列的飛行器分布式控制系統(tǒng)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

10 傅龍珠;稀土超磁致伸縮致動(dòng)器的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2003年

，

本文編號：590126