【摘 要】
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微致动器(Microactuator)是微机电系统(MEMS)实现物理功能的关键器件,是MEMS应用研究中的热点。在IC工业中,先进的CAD系统己有效地用于集成电路的设计与仿真。但它们中的大部
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微致动器(Microactuator)是微机电系统(MEMS)实现物理功能的关键器件,是MEMS应用研究中的热点。在IC工业中,先进的CAD系统己有效地用于集成电路的设计与仿真。但它们中的大部分却不适用于微致动器的设计。由于微致动器是复杂的微机电系统,长期以来微致动器的设计不得不通过直接制造原型的方法来验证设计,因此对于微致动器多能量域建模和模拟仿真技术正在不断研究与探索。电热微致动器是一种用途广泛的典型电—热—机械的多能量域集合器件,研究电热微致动器的多能量域建模和数值模拟,具有重要的理论意义和应用价值。本文主要研究工作如下:(1)结合多学科知识,对双热臂电热微致动器进行多能量域数学建模,用解析方法分析其温度分布和位移特性;(2)利用ANSYS建立双热臂电热微致动器的有限元模型,对其进行仿真分析,并与解析模型所得结果进行比较;利用ANSYS的内部命令和APDL语言以及参数化技术建立双热臂电热微致动器的有限元参数化模型,研究温度场参数和结构场参数对其性能的影响;(3)利用ANSYS对双热臂电热微致动器进行模态分析,提取前几阶固有频率、主振型及其振型图,并对结果进行分析;对双热臂电热微致动器进行瞬态动力学分析,并对其在周期载荷下的响应进行研究,比较在低频载荷和高频载荷下的动态响应特性。
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