收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于有限元的多层微悬臂梁弹性性能、尺度效应和动态响应的研究

许锐彬  
【摘要】:目前,多层材料微悬臂梁由于其特殊的性能在MEMS系统中的应用日益广泛,当器件正常工作或者移动,甚至故障时,微悬臂梁的多层结构的应力、可靠性对MEMS系统本身将产生一定的影响。本课题主要是针对某型多层材料微悬臂梁,通过有限元建模方法研究多层悬臂梁的弹性常数与结构尺度的关系,研究应力状态及在受到简谐波振动和突然冲击时动态响应。 本文首先将依据微悬臂梁的特点,建立单层微悬臂梁和多层复合微悬臂梁的理论关系,推导多层复合微悬臂梁等效弹性常数的数值计算方程。 其次,利用有限元分析软件和等效多层复合微悬臂梁模型,对结构进行建模分析,在前面推导的基础上,建立具体一个微悬臂梁模型,计算沉积层厚度与弹性常数之间的关系,讨论了微悬臂梁几何尺度对弹性常数的影响,特别指出了当沉积层厚度超过一定范围时,其本身受到的重力对系统的影响就越来越大,提出了一种建模方面的参考方法。 最后,初步分析计算多层复合微悬臂梁结构材料内部的应力状态,以及多层微悬臂梁的谐振特性;重点考虑在冲击载荷作用下的动态响应问题。 通过有限元的分析可知,MEMS器件内部的多层微悬臂梁结构尺寸和性能参数对微构件的应力、应变和固有频率产生了一定的影响,研究结果对MEMS器件微构件的设计和机械性能的改善具有一定的参考意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 鲍海飞,李昕欣,王跃林;原子力显微镜中微悬臂梁/探针横向力的标定[J];测试技术学报;2005年01期
2 张伟刚,开桂云,盛秋琴,冯德军,刘志国,董孝义;光纤光栅谐振传感器的理论与实验分析[J];广西工学院学报;2000年04期
3 韩建强,朱长纯,刘君华,魏培永;一种硅/二氧化硅双层微悬臂梁温度传感器[J];仪器仪表学报;2003年05期
4 韩建强,朱长纯,刘君华,张鲲;热激励微悬臂梁谐振器品质因数研究[J];西安交通大学学报;2002年04期
5 赵晓锋;温殿忠;;在EPW中采用(100)硅制作微悬臂梁凸角补偿及工艺研究[J];黑龙江大学自然科学学报;2005年05期
6 崔岩;孟汉柏;王兢;石二磊;王立鼎;;PT/PZT/PT薄膜微力传感器[J];光学精密工程;2007年09期
7 朱龙洋;鲁健;吴亚雷;许晓慧;褚家如;;基于数字调谐方法的微悬臂梁品质因数的研究[J];纳米技术与精密工程;2005年04期
8 赵翔;梁明富;;牺牲层腐蚀技术在微悬臂梁器件制作中的应用[J];科学技术与工程;2009年14期
9 李瑰贤,彭云峰,ZHANG Xin;空气中类原子力显微镜悬臂梁的微梁动力学分析[J];哈尔滨工程大学学报;2004年02期
10 张奇;任权;靳鹏云;韩立;;基于微悬臂梁的传感技术研究[J];现代科学仪器;2010年02期
11 郇勇,张泰华,杨业敏,阮勇,张大成;微力学测试仪在MEMS键合强度测试中的应用[J];机械强度;2005年03期
12 董瑛;高伟;郑义;尤政;;用于挥发性有机化合物探测的微悬臂梁传感器(英文)[J];纳米技术与精密工程;2010年02期
13 赵振宇;卢荻;丑修建;刘俊;;硅基反铁电薄膜微悬臂梁力学仿真分析[J];测试技术学报;2010年05期
14 梁明富;赵翔;;微悬臂梁制作中的牺牲层释放工艺研究[J];南京工业职业技术学院学报;2010年04期
15 李艳宁,唐洁,饶志军,傅星,胡小唐;微悬臂梁谐振技术检测溶液粘度的研究[J];压电与声光;2005年05期
16 梁明富;赵翔;;微悬臂梁器件制作工艺的可靠性研究[J];江西科学;2009年03期
17 陈龙龙;宋竞;唐洁影;;多晶硅薄膜离面疲劳特性研究[J];仪器仪表学报;2010年04期
18 唐倩;朱才朝;成功;;微悬臂梁的平衡和稳定性研究[J];机械设计与研究;2006年01期
19 梁明富;赵翔;;ANSYS在FPA结构微悬臂梁温度场分析中的应用[J];宁波职业技术学院学报;2008年05期
20 韩建强,朱长纯,刘君华,张声良,段捷;热激励微梁谐振器的温度分布和谐振振幅[J];西安交通大学学报;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏波;段国腾;张存林;;基于双材料微悬臂梁阵列的太赫兹波探测系统的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 郇勇;张泰华;杨业敏;;MEMS微悬臂梁键合强度的测试技术[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
3 吕学士;;用于可植入式医疗电子的无线CMOS SoCs[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年
4 孟玮烈;陈建中;陈皓;张能辉;;重力对DNA-微悬臂梁纳米挠度响应的影响[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 李凯;罗昭锋;刘红;张青川;伍小平;;利用微梁表面应力研究界面吸附蛋白的构象转变[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 段慧玲;王岩;;表面应力/表面能的相关基本理论及其应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 段慧玲;;表面吸附及复杂表面微悬臂梁传感器跨尺度力学分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 刘梦伟;佟建华;崔天宏;董维杰;崔岩;王兢;王立鼎;;基于PZT薄膜的集成式微悬臂梁结构设计与制作[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
9 张柏林;;液/固界面分子相互作用动态过程研究[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
10 王佳能;温志渝;张流强;;一种基于MEMS技术的红外热探测器研究与设计[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩乐;用于食品中李斯特细菌检测的纳米微悬臂梁传感器技术的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年
2 刘勇;高灵敏微悬臂梁探针设计制作及特性研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 汪延成;仿生蜘蛛振动感知的硅微加速度传感器研究[D];浙江大学;2010年
4 薛长国;微悬臂梁免疫传感技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 佘东生;高、低温环境下典型微结构动态特性及测试技术研究[D];大连理工大学;2013年
6 刘梦伟;基于双压电PZT薄膜单元的悬臂梁式微力传感器研究[D];大连理工大学;2006年
7 高福斌;硅基聚合物微光机械振动传感器的研究[D];吉林大学;2006年
8 王飞;原子力显微镜微悬臂梁刚度测量研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 高仁璟;微质量传感器及其微带传输天线的结构设计[D];大连理工大学;2011年
10 吴尚犬;基于表面应力效应的微悬臂梁免疫传感技术研究[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许锐彬;基于有限元的多层微悬臂梁弹性性能、尺度效应和动态响应的研究[D];福建农林大学;2013年
2 续婷;基于神经网络的微悬臂梁可靠性分析[D];中北大学;2011年
3 包汉瑜;微悬臂梁横向弹性系数标定关键技术的研究[D];天津大学;2012年
4 吴春玲;金颗粒增敏的微悬臂梁传感器检测离子和小分子的研究[D];湖南大学;2012年
5 龙运栋;纳米操作平台柔性微悬臂的模糊控制研究[D];中南大学;2012年
6 杨捷;悬臂梁电化学免疫传感器基础研究[D];复旦大学;2010年
7 陈美琴;微机电系统中微梁变形行为的尺度效应[D];福建农林大学;2010年
8 陈庆超;AFM微悬臂梁法向弹性系数标定技术[D];天津大学;2012年
9 武洁;微悬臂梁机电系统的动力学特性研究[D];上海交通大学;2012年
10 张春娟;压电微悬臂梁质敏传感器性能的研究[D];江苏大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 迪声;新船重工修炼有限元分析能力[N];中国船舶报;2005年
2 胡建新;有限元的探索[N];光明日报;2002年
3 曹磊 古远兴 卿华 王卫国 范志强 王梅;ANSYS在燃气涡轮发动机结构分析中的应用[N];中国航空报;2004年
4 孟志华;ANSYS复合材料仿真分析及其在航空领域的应用[N];中国航空报;2004年
5 雷先华;航空工业设计人员仿真解决方案[N];中国航空报;2004年
6 安世亚态 马骏;航空CAE中的梁壳单元[N];中国航空报;2005年
7 胡荣 蒋冬青;管磨机中空轴应力的有限元分析法[N];中国建材报;2004年
8 靳国厚 侯作岐;世界最高橡胶坝的设计特色[N];中国水利报;2004年
9 吴山青;知难而上为推广[N];光明日报;2001年
10 记者 李大庆;全球第一个互联网有限元软件诞生[N];科技日报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978