微机电系统压膜阻尼特性分析 Characteristics Analysis of Squeezed Film Damping in MEMS.pdfVIP

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2017-12-16 发布于上海
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微机电系统压膜阻尼特性分析 Characteristics Analysis of Squeezed Film Damping in MEMS

! ! ! ! 振动与冲击第# 卷第期 %’()*+,-./(*0.)*)12345 -678# )68$ 99:! $ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 微机电系统压膜阻尼特性分析张文明孟光周健斌 ! ! ! 上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室上海!999@9 # ! ( ( $ !!摘要 ! ! # $ % ( 微尺度下压膜阻尼对微机电系统 APA2 微结构功能特性有很大影响从滑流效应挤压效应和穿孔效应三个方面对平板间气膜阻尼进行理论分析运用可压缩气膜的雷诺方程对由垂直运动产生压膜阻尼进行模型分析详细介绍了线性(FMG67]D方程的多种近似解建立了热流方程模拟的有限元分析模型分别针对滑流(挤压和穿孔对气膜阻尼的影响进行了有限元模拟仿真及讨论并与近似的理论结果进行对比结果表明!滑流效应对压膜特性影响较大)增大孔径可以减小气膜阻尼和刚度系数减小压膜阻尼对APA2 微结构的影响 % 关键词微机电系统压膜阻尼滑流穿孔 ! 中图分类号 03@ 0W9!!!文献标识码 ! ! * 的气体压强减小或增大同时平板边缘的气体被吸 ! 引言入或挤出% 在微尺度下许多APA2 微结构中不可避免存在 #$#滑流效应 _@ ’ ! ( ( % 压膜阻尼作用如微谐振器微加速计微镜等 !! 对于许多APA2 微结构来说两平板间的距离接近年来随着微机械加工技术的发展压膜阻尼已成为近于气体平均自由程气体分子和平板间发生碰撞形一种新的阻尼技术其阻尼原理与传统的气体阻尼有成滑流现象由此产生的粘度受环境压力的影响在微 $ ’ % # $ ’ 很大的差别压膜阻尼可用于调节微机械结构谐观领域常用有效粘度来代替粘度即