静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究

静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究

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王炳雷, 周慎杰, 赵俊峰, 陈曦. 静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究[J]. 固体力学学报, 2011, 32(6): 541-548.

引用本文:

王炳雷, 周慎杰, 赵俊峰, 陈曦. 静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究[J]. 固体力学学报, 2011, 32(6): 541-548.

Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. SIZE-DEPENDENT PULL-IN VOLTAGE OF ELECTROSTATICALLY ACTUATED MEMS[J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2011, 32(6): 541-548.

Citation:

Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. SIZE-DEPENDENT PULL-IN VOLTAGE OF ELECTROSTATICALLY ACTUATED MEMS[J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2011, 32(6): 541-548.

静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究

- 山东大学土建与水利学院,济南,250061;哥伦比亚大学环境工程系,纽约,10027,美国
- 山东大学机械学院,济南,250061
- 山东大学土建与水利学院,济南,250061;山东大学机械学院,济南,250061
- 哥伦比亚大学环境工程系,纽约,10027,美国;西安交通大学航空航天学院,西安,710049
基金项目:
美国国家科学基金

教育部长江学者项目资助

山东省自然科学基金

山东大学自主创新基金

刊出日期: 2011-12-28

SIZE-DEPENDENT PULL-IN VOLTAGE OF ELECTROSTATICALLY ACTUATED MEMS

Publish Date: 28 December 2011

摘要: 基于应变梯度弹性理论,研究了静电激励MEMS微结构吸合电压的尺寸效应.利用最小势能原理分别推导出含尺寸效应的一维梁模型和二维板模型的高阶控制方程.采用广义微分求积法和拟弧长算法对控制方程进行了数值求解.结果表明,随着结构尺寸的降低,新模型所预测的归一化的吸合电压呈非线性增长,表现出尺寸效应(特别是当结构尺寸与内禀常数在同一数量级时尺寸效应更加强烈);而相应的经典理论模型并不能预测此尺寸效应.两种新模型可视为相应经典理论的推广.论文有助于研究MEMS微结构的特性并对微结构的设计有潜在的应用价值.
- 尺寸效应 /
- 应变梯度理论 /
- 微机械系统 /
- 吸合电压

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