微构件所受超声辐射力理论研究.pdfVIP

维普资讯 第 11卷第 6期 工 程 设 计 学 报 JournalofEngineering。Design VoI．11No．6 2004年 12月 Dec．2004 微构件所受超声辐射力理论研究 杨克 己，张宝龙 (浙江大学 现代制造工程研究所，浙江 杭州 310027) 摘 要 ：为了将超声波俘获技术应用到微机电系统 中，以达到对微构件进行无损、非接触遥操纵的目的，开展了微 构件在超声波场中所受辐射力 的理论研究．计算机仿真结果表明：微构件的材料与尺寸、介质的密度、超声波的声 学参数等都对微构件所受辐射力产生影响 ，同时 ，利用超声驻波场技术实现对微构件的操纵是可行的． 关键词 ：微构件；操纵；超声波辐射力 ；声势井 中图分类号：TB559 文献标识码：A 文章编号：1006754X(2004)06—031605 Theoreticalresearch on ultrasonicradiation forceofm icro—components YANG Ke—ji，ZHANG Bao—long (InstituteofModernManufactureEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：In ordertoapplyultrasoniccapturingtechniquesintoM EM Sandrealizenondestructive andnon—contactremotemanipulationuponmicro—component，thispaperconductstheoreticalre— search onradiationforceactedon themicro—componentinacousticfield．Theresultsofcomputer simulation indicatesthatmany factors，such asmaterial，sizeofmicro—component，density of medium ，acousticparametersofultrasonicetc。wil1influencetheradiation forceonmicro—compo— nentanditisfeasibletoimplementmanipulationonmicro——componentbyexploitingthetechnolo—— gyofacousticstandingwaves． Keywords：micro—component；manipulation；ultrasonicradiation force；acousticpotentialwell 微机 电系统作为人们在微观领域认识和改造客 的空 间灵活性 ，但 因压 电陶瓷受激发后 的形变量较 观世界的一种高新科技，一直 以来对微米级至纳米 小，导致操纵体构件 的空间行程范围狭小 ，而增多压 级 尺度下 的微构 件实施有效操纵有着 强烈 的需 电陶瓷 以图增大空 间行程 的做法又引起累积误差． 求 ．特别是随着微机 电系统领域从原来注重单元 同时由于这种方式是直接接触式操纵，不可避免地 零部件 的生产 向混和系统 的集成方 向高速发展，微 受到空间障碍的限制，并伴有静 电力的不 良影响． 构件操纵技术更加体现出其重要性和迫切性 ，探索 (