MEMS微結(jié)構動力學特性研究.pdf

1、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)是近年發(fā)展起來的一個多學科交叉前沿領域，微電子機械系統(tǒng)以其自身的體積小、重量輕、功耗低、速度快、靈敏度高等優(yōu)點在航空航天、軍事、生物醫(yī)學、信息、自動控制等領域迅速得到了非常廣泛應用。然而，在過去的幾十年里，它的發(fā)展速度并沒有像當初想象的那么快。可靠性和穩(wěn)定性成為制約它迅速發(fā)展的一個“瓶頸”問題，因此對微結(jié)構動力學特性的研究顯的尤為迫切和重要。過去的大部分關于微系統(tǒng)動力學方面的研究忽略了空氣粘性的影響，近年來的一

2、些研究發(fā)現(xiàn)，空氣粘性對微結(jié)構動力學特性的影響是非常顯著的，有專家曾形象比喻：微結(jié)構在空氣中的振動就像人在蜂蜜中游泳。由于大部分微系統(tǒng)的失效常常發(fā)生在可動部件，所以，對可動部件的動力學特性研究是本文的重點。 本文以微電子機械系統(tǒng)中常用的傳感結(jié)構——微懸臂梁為研究對象，在考慮尺度效應和空氣粘性的情況下，以牛頓理論為基礎，通過應變梯度理論和哈密頓變分原理建立微懸臂梁的動力學方程，在對空氣阻尼進行簡化的基礎上，給出其封閉解。使用matl