考虑应变梯度影响的静电驱动MEMS微结构尺寸效应研究
大量微结构实验表明，当结构的特征尺寸在微米或亚微米量级时其相应的力学特性表现出强烈的尺寸效应。本文基于应变梯度弹性理论和能量原理分别推导并建立了静电驱动MEMS微结构的一维新梁模型和二维新板模型。采用广义微分求积法和拟弧长算法对高阶非线性的控制方程进行了数值求解。结果表明，随着结构尺寸的降低，两种新模型所预测的归一化的吸合电压呈非线性增长，表现出尺寸效应；而相应的经典理论模型并不能预测此尺寸效应。两种新模型可视为相应经典理论模型的推广。本文的研究可为微结构的设计提供精确理论基础，并在微机械系统(MEMS)设计开发方面有潜在的应用价值。
微机械系统 吸合电压 尺寸效应 应变梯度弹性理论
王炳雷 周慎杰 赵俊峰 陈曦
山东大学土建学院,济南,250061哥伦比亚大学环境工程系,纽约,10027 山东大学机械学院,济南,250061 山东大学机械学院,济南,250061山东大学土建学院,济南,250061 哥伦比亚大学环境工程系,纽约,10027西安交通大学航空航天学院,西安,710049
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2011-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）