温度场影响下静电驱动微梁系统的非线性动力学设计以及仿真研究

来源 :第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nanguo345
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  热弹性阻尼在微梁谐振器中对系统能量的耗散起着至关重要的作用,同时温度场的耦合作用对系统的固有频率会产生一定的影响。本文考虑温度场影响研究了静电驱动微梁系统的耦合非线性动力学行为,给出了符合类线性振动和最大品质因子的最优设计参数。利用广义哈密尔顿原理和变分方法建立系统的耦合动力学方程,利用惯性流形对方程进行了有效的降维,得到了耦合系统下的共振频率和振型函数。结合伽辽金离散和摄动理论,研究了系统的软硬特性曲线、品质因子和非线性跳跃机制,给出了常规设计下的最优系统参数。本文结合有限元分析软件,建立了温度场、静电场以及结构场下的双向耦合动力学模型,对系统的行为进行了有限元仿真计算。通过仿真分析,本文提出的耦合场有限元仿真模型结果与理论分析结果一致,温度的降低会增强系统的品质因子,材料的刚度增大能够有效的改善系统的类线性振动。同时给出了系统的最优设计参数,为微梁谐振器的设计提供了理论依据和技术支持。
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