弹性边界与边缘场对静电微梁谐振器非线性动力学影响研究

摘要：

微加工误差、制造缺陷或创新设计,均可导致微机电系统微梁谐振元件的实际边界偏离理想固支边界,因此研究弹性边界谐振器的静动力学问题成为微机电技术发展的必然.综合考虑中性面变形、静电力边缘效应、弹性边界等因素建立了静电驱动微梁谐振器的分布质量模型,应用Galerkin方法研究了弹性边界和边缘场对于系统静态位移与谐振频率的影响,进而以收敛的五阶离散静态解为基础,引入单自由度离散模型,并应用多尺度方法研究了小幅振动情况下弹性边界和边缘场对于系统主共振频响特性的影响.通过将上述分析与高阶Galerkin离散结果对比,可得到以下结论:与理想固支边界对比,弹性边界可导致系统基频下降,临界位移增大,静态吸合电压降低,幅频响应曲线的幅值增大;边缘效应使得静电力增大,对系统产生类似弹性边界的影响.该结果为实现节能谐振器提供了理论基础.

关键词：静电微梁谐振器、弹性边界、边缘效应、多尺度方法、伽辽金离散方法、主共振

所属期刊栏目：39

分类号：O322;O326(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划重点专项

在线出版日期：2020-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：125-131