基于有限元素法的挤压油膜动力特性研究 被引量：9

1

作者 邓吟 林力 +1 位作者 史亚杰 洪杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期531-535,共5页

挤压油膜阻尼器(SFD,SqueezeFilmDumpers)因减振效果显著,目前广泛应用于航空发动机等高速旋转机械中.在基于雷诺方程的短轴承近似解或长轴承近似解基础上,提出了求解带挤压油膜阻尼器的转子支承系统稳态动力特性的有限元挤压油膜计算方... 挤压油膜阻尼器(SFD,SqueezeFilmDumpers)因减振效果显著,目前广泛应用于航空发动机等高速旋转机械中.在基于雷诺方程的短轴承近似解或长轴承近似解基础上,提出了求解带挤压油膜阻尼器的转子支承系统稳态动力特性的有限元挤压油膜计算方法,该方法能有效地模拟转子系统在各种工作条件下的油膜力模型.为了验证上述理论分析结果,用有限元法计算了带挤压油膜阻尼器转子系统的油膜压力分布和油膜阻尼,分析中还考虑了油膜惯性力的影响.通过对某发动机转子支承系统的模拟计算,并与试验结果进行对比分析,证明给出的系统动力特性计算方法及性能分析结果可用于工程实际. 展开更多

关键词 挤压油膜阻尼器 有限元法 油膜惯性力 压力分布 等效油膜阻尼

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参数激励下静电驱动MEMS共振传感器的非线性动力特性研究 被引量：8

2

作者 张文明 孟光 +1 位作者 周健斌 陈杰宇 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2009年第1期44-48,共5页

静电驱动微机电系统(MEMS)共振传感器因其结构简单、应用广泛等优点引起了研究人员广泛的关注,共振传感器件耦合系统在非线性静电力、压膜阻尼、参数激励下呈现出较复杂的非线性振动、不稳定性、分岔与混沌行为。提出参数激励作用下静... 静电驱动微机电系统(MEMS)共振传感器因其结构简单、应用广泛等优点引起了研究人员广泛的关注,共振传感器件耦合系统在非线性静电力、压膜阻尼、参数激励下呈现出较复杂的非线性振动、不稳定性、分岔与混沌行为。提出参数激励作用下静电驱动微机电系统中梁式微结构共振传感器的动力学模型,采用多尺度方法对微系统的动力学方程进行摄动分析,探讨直流偏置电压、压膜阻尼和交流激励电压幅值对系统频率响应、共振频率的影响规律,结果表明:直流偏置电压和交流电压幅值都具有软化效应,且使共振频率漂移到较小的数值范围,压膜阻尼对共振频率的影响较小,但是增大压膜阻尼会使稳态振幅的峰值明显下降,为静电驱动微机电系统共振传感器的动力学分析与设计提供参考。 展开更多

关键词 微机电系统 参数激励 静电驱动 共振传感器 压膜阻尼

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压膜阻尼作用下微机械谐振器动力学分析 被引量：7

3

作者 张琪昌 周凡森 王炜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第17期124-130,共7页

静电驱动微机械谐振器由于其高频率、低功耗和小型化被广泛应用于工作在空气中和液体中的化学传感器和生物物种传感器中。对于微机械谐振器,作为表面效应的空气阻尼以及三次非线性静电刚度会显著影响器件的动态响应特性。通过压膜阻尼理... 静电驱动微机械谐振器由于其高频率、低功耗和小型化被广泛应用于工作在空气中和液体中的化学传感器和生物物种传感器中。对于微机械谐振器,作为表面效应的空气阻尼以及三次非线性静电刚度会显著影响器件的动态响应特性。通过压膜阻尼理论,探究了双端固支梁在自由振动过程中由于环境压力引起的空气阻尼和三次非线性静电刚度对微梁的运动形态、谐振响应等性能参数的影响,发现了双极板微谐振器振动特性与环境压力以及立方非线性静电刚度的关系。结果表明:环境压力的增加会使微机械谐振器的共振频率增加,振动的幅值以及共振漂移的幅度减小。微机械谐振器在小位移振动时,通过对幅频曲线的分析发现,三次非线性静电刚度会使微机械谐振器表现出或软或硬的非线性特性且不可忽略。 展开更多

关键词 微机械谐振器 压膜阻尼 环境压力

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静电悬浮微硅陀螺的空气阻尼特性 被引量：5

4

作者 吴黎明 董景新 +1 位作者 韩丰田 刘云峰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1972-1975,共4页

为保证静电悬浮微陀螺在工作状态下具有期望的动态特性,需要得到微陀螺六自由度运动的空气阻尼模型。根据流体力学和分子动力学的基本理论,在考虑空气流动状态、温度和气膜可压缩性的基础上,构建了描述微陀螺压膜阻尼特性的Reynolds方程... 为保证静电悬浮微陀螺在工作状态下具有期望的动态特性,需要得到微陀螺六自由度运动的空气阻尼模型。根据流体力学和分子动力学的基本理论,在考虑空气流动状态、温度和气膜可压缩性的基础上,构建了描述微陀螺压膜阻尼特性的Reynolds方程,以及描述滑膜阻尼特性的Couette流模型。将微陀螺表头内部气膜分成了8个区,推导了气膜在大间隙振动、径向摆动和轴向旋转时的气膜阻尼系数。根据微陀螺的结构参数进行气膜阻尼仿真,结果表明:轴向压膜阻尼对微陀螺支承系统的动态特性影响最大,气膜间隙-气膜阻尼系数曲线呈抛物线型,气膜阻尼系数随温度呈线性变化。 展开更多

关键词 静电悬浮 微硅陀螺 滑膜阻尼 压膜阻尼

原文传递

微流体对中心开孔圆盘的阻尼特性 被引量：3

5

作者 王卫东 贾建援 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期218-222,共5页

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动... 由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动量协调系数可得到合适的等效粘度,以计算微流体对运动物体的阻尼力.算例表明,用本文中提出的解析方法得到的结果与有限元方法的数值解吻合. 展开更多

关键词 微流体 开孔圆盘 压膜阻尼 滑膜阻尼 动量协调系数 解析解

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微镜单元的设计与加工工艺研究

6

作者 蒋军彪 冯培德 +1 位作者 魏芳琳 徐建东 《航空精密制造技术》 北大核心 2001年第1期11-14,共4页

详细介绍了微光学电子机械系统MOEMS领域的用于光学信号调制的微镜单元，分析了该微镜单元的工作原理及结构，推导了动态方程的有关参数，给出了仿真结果。首次提出了该结构前两阶频率的表达式，并与相应的有限元模态分析结果进行了比... 详细介绍了微光学电子机械系统MOEMS领域的用于光学信号调制的微镜单元，分析了该微镜单元的工作原理及结构，推导了动态方程的有关参数，给出了仿真结果。首次提出了该结构前两阶频率的表达式，并与相应的有限元模态分析结果进行了比较。本文还对微镜的加工工艺作了简要介绍。 展开更多

关键词 微镜单元 压膜阻尼 模态 微机械加工

原文传递

压膜阻尼在声表面波加速度传感器中的应用

7

作者 王锋 史国伟 陈明 《测控技术》 CSCD 2001年第3期20-23,共4页

声表面波 (SAW)加速度传感器的精度高 ,具有数字量输出、体积小、功耗低、抗干扰力强、可靠性高等优点。根据SAW加速度传感器工程化的需要 ,对SAW加速度传感器中所采用的压膜阻尼进行了理论分析 ,并采用机电等效模拟技术对微间隙压膜阻... 声表面波 (SAW)加速度传感器的精度高 ,具有数字量输出、体积小、功耗低、抗干扰力强、可靠性高等优点。根据SAW加速度传感器工程化的需要 ,对SAW加速度传感器中所采用的压膜阻尼进行了理论分析 ,并采用机电等效模拟技术对微间隙压膜阻尼进行了仿真 ,取得了较好的效果。 展开更多

关键词 声表面波加速度传感器 压膜阻尼 模拟技术 加速度计

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曲面保护高量程加速度传感器阻尼特性研究 被引量：3

8

作者 杨尊先 李昕欣 于映 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期138-144,共7页

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动... 利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动态冲击响应特性的影响。器件动态冲击响应实际上是受迫振动与传感器悬臂梁固有频率振动的叠加。当阻尼带隙较小时,输出结果表现为冲击载荷下的受迫振动响应;随着阻尼带隙变宽,悬臂梁固有频率振动渐突显,响应峰值电压也近线性增加,而峰值电压所对应时间则非线性减小。在其它条件相同情况下,阻尼介质粘滞系数越大,响应输出曲线越光滑,但其峰值电压也相应越低。在空气阻尼介质中,过载保护曲面的平移距离控制在0.5～0.65μm范围内,以获取较好的动态响应效果。 展开更多

关键词 高g加速度传感器 压膜阻尼 曲面过载保护 冲击响应

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弹性悬臂微梁谐振系统挤压膜阻尼新解析模型 被引量：4

9

作者 李普 胡如夫 尹垚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期1-4,25,共5页

正确预测挤压膜阻尼对于MEMS器件设计是至关重要的。过去,弹性悬臂微梁挤压膜阻尼的解析计算一般采用Darling等提出的模型。但基于格林函数法的Darling模型简化了流-固耦合关系。从弹性微梁振动方程和雷诺方程的耦合关系出发,提出了新... 正确预测挤压膜阻尼对于MEMS器件设计是至关重要的。过去,弹性悬臂微梁挤压膜阻尼的解析计算一般采用Darling等提出的模型。但基于格林函数法的Darling模型简化了流-固耦合关系。从弹性微梁振动方程和雷诺方程的耦合关系出发,提出了新的弹性悬臂微梁挤压膜阻尼解析计算模型,导出了解析形式的等效阻尼系数和等效刚度系数。这两个系数完全由梁和挤压膜气体的物理性质决定。最后,通过与Vignola实验结果、Darling模型计算结果、AN-SYS/FLOTRAN计算结果相比表明,所提出模型的计算精度有较明显的提高。 展开更多

关键词 挤压膜 弹性悬臂微梁 MEMS

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微机械轮式角振动陀螺气体阻尼特性研究 被引量：2

10

作者 陈奥运 凤瑞 +2 位作者 庄须叶 徐大诚 郭述文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期54-58,共5页

轮式角振动陀螺气体阻尼效应是影响其动态特性的主要因素。在充分研究轮式角振动陀螺结构特征的基础上,创建了角振动陀螺驱动模态滑膜阻尼数学解析模型,并给出了改进解析模型。利用有限差分算法求解极坐标系下雷诺方程,建立了敏感模态... 轮式角振动陀螺气体阻尼效应是影响其动态特性的主要因素。在充分研究轮式角振动陀螺结构特征的基础上,创建了角振动陀螺驱动模态滑膜阻尼数学解析模型,并给出了改进解析模型。利用有限差分算法求解极坐标系下雷诺方程,建立了敏感模态压膜阻尼简化分析模型。在5 Pa到10~5Pa压强范围内,进行了简化分析模型计算,同时对计算结果进行了与ANSYS仿真结果的比对。理论模型计算与仿真结果表明,敏感模态压膜阻尼是轮式角振动陀螺气体阻尼的主要产生机制。进而,从结构设计和控制电路的角度,给出了减小气体阻尼效应的有效方法。 展开更多

关键词 微机械轮式角振动陀螺 滑膜阻尼 压膜阻尼 品质因数

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带有凸条平板的MEMS结构压膜阻尼效应分析 被引量：3

11

作者 周镇威 杨卓青 +1 位作者 蔡豪刚 丁桂甫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期665-669,共5页

针对带有凸条平板的MEMS结构压膜阻尼效应,利用基本Reynolds方程和特定的第一类边界条件,给出一种压膜阻尼系数的解析分析方法。在带有凸条平板的MEMS微开关设计与制作的基础上,利用引入该压膜阻尼系数的Simulink模型仿真分析了微开关... 针对带有凸条平板的MEMS结构压膜阻尼效应,利用基本Reynolds方程和特定的第一类边界条件,给出一种压膜阻尼系数的解析分析方法。在带有凸条平板的MEMS微开关设计与制作的基础上,利用引入该压膜阻尼系数的Simulink模型仿真分析了微开关的动态响应特性,得到的阈值加速度与其落锤测试结果是一致的,从而验证了所提出的带有凸条平板压膜阻尼效应理论分析的正确性。 展开更多

关键词 微机电系统 压膜阻尼 带凸条平板 解析解

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石英挠性加速度计的压膜阻尼分析 被引量：3

12

作者 王错 李醒飞 董九志 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期218-224,共7页

石英挠性加速度计是导航与制导系统中常用的一种惯性元件,其表头阻尼影响加速度计的动态性能但相关研究却鲜有报道,基于此提出一种适用于石英挠性加速度计的压膜阻尼分析方法。根据石英摆片的形状和转动规律建立雷诺方程,采用时域有限... 石英挠性加速度计是导航与制导系统中常用的一种惯性元件,其表头阻尼影响加速度计的动态性能但相关研究却鲜有报道,基于此提出一种适用于石英挠性加速度计的压膜阻尼分析方法。根据石英摆片的形状和转动规律建立雷诺方程,采用时域有限差分方法在摆片上的非规则区域内求解压强分布和阻尼力矩,进而得到阻尼系数为1.69×10-4Nms/rad,对应阻尼比为12.75。计算阻尼比与系统参数辨识实验得到的阻尼比11.57相近,证明提出的压膜阻尼分析方法有效可行,该方法可以为石英挠性加速度计及类似惯性传感器中的阻尼分析与设计提供指导。 展开更多

关键词 石英挠性加速度计 压膜阻尼 雷诺方程 时域有限差分

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MEMS低频水声电容传感器的设计 被引量：3

13

作者 王雁 刘梦然 +1 位作者 张国军 李静 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第1期19-22,共4页

针对低频水声信号的探测需求,设计了一种MEMS低频水声电容传感器。为适应水下工作环境,改善振膜的承压性,将电容敏感结构整体置于硅油中,同时在振膜上开设6个对称均匀分布的小孔,以降低硅油压膜阻尼。文中介绍了MEMS低频水声电容传感器... 针对低频水声信号的探测需求,设计了一种MEMS低频水声电容传感器。为适应水下工作环境,改善振膜的承压性,将电容敏感结构整体置于硅油中,同时在振膜上开设6个对称均匀分布的小孔,以降低硅油压膜阻尼。文中介绍了MEMS低频水声电容传感器的工作原理,通过机械建模结合ANSYS Workbench有限元仿真分析,确定了电容敏感结构的结构参数及性能指标。电容敏感单元采用了C-SOI加工工艺方法,传感器振膜和空腔分别定义在SOI片和硅片上。MEMS低频水声电容传感器的谐振频率为5 498.6 Hz,灵敏度为-148.4 d B。 展开更多

关键词 水声电容传感器 压膜阻尼 ANSYS WORKBENCH C-SOI加工工艺

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参数激励下静电驱动微机电系统动力特性研究 被引量：2

14

作者 张文明 孟光 魏克湘 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期282-288,共7页

充分考虑压膜阻尼效应的影响,提出参数激励下时变电容式静电驱动微机电系统的动力学模型,采用谐波平衡法分析在参数激励和强迫激励耦合作用下系统的幅频响应特性,探讨不同控制电压和频率比对系统幅频响应的影响,分别以交流电压幅值、频... 充分考虑压膜阻尼效应的影响,提出参数激励下时变电容式静电驱动微机电系统的动力学模型,采用谐波平衡法分析在参数激励和强迫激励耦合作用下系统的幅频响应特性,探讨不同控制电压和频率比对系统幅频响应的影响,分别以交流电压幅值、频率比和压膜阻尼比为控制参数研究系统的非线性动力特性,结果表明,微尺度下静电驱动微机电系统在参数激励作用下存在较为丰富的分岔与混沌行为,压膜阻尼效应对系统动力特性的影响不可忽视. 展开更多

关键词 微机电系统 静电驱动 参数激励 压膜阻尼

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多模态原子力显微镜的空气压膜阻尼效应 被引量：2

15

作者 赵阳 黄强先 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期2362-2369,共8页

原子力显微镜处于轻敲模式工作于大气环境时,由于悬臂和被测试样间的距离很小,悬臂的振动会产生相应的压膜阻尼,影响悬臂的动态特性。基于欧拉-伯努利梁方程对悬臂梁进行建模,结合雷诺方程建立悬臂阻尼作用的分析模型,研究悬臂压膜阻尼... 原子力显微镜处于轻敲模式工作于大气环境时,由于悬臂和被测试样间的距离很小,悬臂的振动会产生相应的压膜阻尼,影响悬臂的动态特性。基于欧拉-伯努利梁方程对悬臂梁进行建模,结合雷诺方程建立悬臂阻尼作用的分析模型,研究悬臂压膜阻尼效应的主要影响因素,分析不同谐振模态下压膜阻尼效应对悬臂阻尼系数、动态原子力显微镜的测量特性的影响,并基于多模态原子力显微镜进行了实验和测试。理论及实验结果表明,空气压膜阻尼对于基础谐振模态原子力显微镜的测量特性有一定的影响,在悬臂试样20~2μm逼近过程中,悬臂品质因数明显降低,两种悬臂振幅分别减少了7.8%和20.6%,悬臂宽度增大则受到的压膜阻尼影响也增加;相同实验条件下,二阶谐振模态下的悬臂品质因数和振幅均没有明显变化。在基础谐振模态下压膜阻尼效应会引起微悬臂品质因数的降低,从而导致原子力显微镜测量分辨率的减小和测量速度的降低;多模态原子力显微镜的高阶谐振模态可显著降低空气压膜阻尼效应对悬臂品质因数及测量特性的影响。 展开更多

关键词 原子力显微镜 压膜阻尼 品质因数 高阶谐振

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微梁谐振器高阶振动时的挤压薄膜阻尼效应 被引量：2

16

作者 杜全根 胡元太 陈传尧 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期79-81,共3页

研究了在微梁谐振器结构中 ,梁作高阶振动时挤压气体薄膜的阻尼效应 .采用无量纲化法、模态分析法和摄动法对可压缩雷诺方程进行线性化 ,求得在空气压力和外加电载荷激励作用下梁振动的共振频率变化比和品质因子等动力特性的变化情况 .... 研究了在微梁谐振器结构中 ,梁作高阶振动时挤压气体薄膜的阻尼效应 .采用无量纲化法、模态分析法和摄动法对可压缩雷诺方程进行线性化 ,求得在空气压力和外加电载荷激励作用下梁振动的共振频率变化比和品质因子等动力特性的变化情况 .结果显示这些特性参数都可以用两个与梁的尺寸有关的无量纲参数表示 . 展开更多

关键词 谐振器 模态分析 挤压薄膜阻尼

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关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究 被引量：2

17

作者 胥梓夏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1313-1317,共5页

惯导系统应用环境往往十分恶劣,主要表现为高强度振动、快速温变等。该环境对加速度计的综合测试性能带来较大影响。针对改善振动性能的问题,对谐振梁加速度计力学模型和压膜阻尼模型进行仿真分析。仿真及试验结果表明减小阻尼间隙可增... 惯导系统应用环境往往十分恶劣,主要表现为高强度振动、快速温变等。该环境对加速度计的综合测试性能带来较大影响。针对改善振动性能的问题,对谐振梁加速度计力学模型和压膜阻尼模型进行仿真分析。仿真及试验结果表明减小阻尼间隙可增大压膜阻尼,且压膜阻尼是影响振动性能的主要因素。保持敏感质量与上下阻尼板之间阻尼间隙的一致或减小阻尼间隙可提高振动性能,对改善谐振梁加速度计的环境适应性起到了重要作用。 展开更多

关键词 谐振梁加速度计 振动性能 压膜阻尼

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静电悬浮微陀螺的压膜阻尼特性 被引量：2

18

作者 应法明 肖奇军 +2 位作者 崔峰 陈文元 张卫平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期219-224,共6页

空气阻尼对静电微陀螺系统的动态特性起着重要的影响。根据流体力学,构建了描述微陀螺内部气体压膜阻尼特性的线性Reynolds方程。将微陀螺内部气膜分成了13个分区,推导了转子在轴向振动、径向振动、径向摆动时的压膜阻尼系数。根据微陀... 空气阻尼对静电微陀螺系统的动态特性起着重要的影响。根据流体力学,构建了描述微陀螺内部气体压膜阻尼特性的线性Reynolds方程。将微陀螺内部气膜分成了13个分区,推导了转子在轴向振动、径向振动、径向摆动时的压膜阻尼系数。根据微陀螺的结构参数进行仿真,结果表明:轴向压膜阻尼系数对微陀螺支承系统的动态特性影响最大,而压膜阻尼系数与气体的温度,压强呈线性关系,与振动幅值呈抛物线型关系;在低频段系统呈现阻尼力,而到高频段,系统呈现弹性力。利用Simulink进行了微陀螺的系统建模,得出压膜阻尼系数Cz对PID参数的选取,尤其是Kd参数,起着重要作用,同时对系统的稳定性也有一定的影响。 展开更多

关键词 微陀螺 压膜阻尼 PID参数 稳定性

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考虑直流偏置电压影响的弹性悬臂微梁挤压膜阻尼新模型 被引量：2

19

作者 李普 方玉明 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期123-127,共5页

正确预测MEMS器件的挤压膜阻尼在器件的设计阶段具有非常重要的意义。提出了一个新的、考虑直流偏置电压引起静态变形的挤压膜阻尼模型。运用雷诺方程和弹性梁方程的耦合,将挤压膜间隙中的二维压力函数表示为长度方向的一维抛物线函数... 正确预测MEMS器件的挤压膜阻尼在器件的设计阶段具有非常重要的意义。提出了一个新的、考虑直流偏置电压引起静态变形的挤压膜阻尼模型。运用雷诺方程和弹性梁方程的耦合,将挤压膜间隙中的二维压力函数表示为长度方向的一维抛物线函数与宽度方向的一维余弦函数之积。由于模型考虑了直流偏置电压引起的静态变形的影响,有更广的应用范围。与实验结果的对比表明,模型有足够的精度。 展开更多

关键词 挤压膜阻尼 弹性悬臂微梁 MEMS

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低压下微机械谐振器件挤压膜阻尼分子动力学仿真的一种高效算法 被引量：2

20

作者 高流 李普 方玉明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期101-106,共6页

正确预测挤压膜气体阻尼对于微机械谐振器件的设计是至关重要的。目前,当气压不太低时,已经有比较完善的连续介质模型能描述挤压膜气体阻尼。当气压很低时,气体连续介质模型不再适用,只能采用分子动力学方法。但是,当前关于自由分子区... 正确预测挤压膜气体阻尼对于微机械谐振器件的设计是至关重要的。目前,当气压不太低时,已经有比较完善的连续介质模型能描述挤压膜气体阻尼。当气压很低时,气体连续介质模型不再适用,只能采用分子动力学方法。但是,当前关于自由分子区域中的微谐振器件挤压膜阻尼的分子动力学研究非常少,为了避免计算量过大,还未有三维的挤压膜阻尼分子动力学模型。提出一种高计算效率的三维分子动力学算法。该方法以气体分子速度分布函数生成每一分子的初始速度,通过分别单独计算每一气体分子在一个振动周期内与器件碰撞获得的动能增量,得到一个振动周期内气体分子总体动能增量,从而计算器件挤压膜阻尼。与已有的实验结果对比表明,该算法具有良好的精度,而且计算量是可以接受的。 展开更多

关键词 挤压膜阻尼 分子动力学 品质因数

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