[發(fā)明專利]一種基于柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811029805.3 | 申請日： | 2018-09-04 |
| 公開（公告）號： | CN109271692B | 公開（公告）日： | 2020-11-06 |
| 發(fā)明（設計）人： | 韓磊;于洋;吳虹劍;田蕾;吝曉楠;劉星 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G06F30/13 | 分類號： | G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 樓高潮 |
| 地址： | 210096 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 柔性 彎曲 條件下 mems 雙端固支梁 結(jié)構(gòu) 力學 分析 方法 | ||
1.一種基于柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：包括以下步驟：
建立基于RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)與柔性基板雙變形的形變耦合模型；所述雙端固支梁存在殘余壓應力P，殘余壓應力大于發(fā)生屈曲的臨界應力時，雙端固支梁結(jié)構(gòu)會向上或者向下發(fā)生屈曲，屈曲模態(tài)的形狀為：
其中雙端固支梁中心點的最大位移大小為h：
其中，為轉(zhuǎn)動慣量；
基于所述形變耦合模型：所述柔性基板彎曲變形后，獲取所述RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)膜橋至所述柔性基板的間距以及內(nèi)應力引入量；
基于所述獲取的間距及內(nèi)應力引入量，重建RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)的力學特性模型；
基于所述重建的RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)的力學特性模型，獲取柔性基板彎曲對RFMEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學特性的影響；所述獲取柔性基板彎曲對RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學特性的影響包括測試所述雙端固支梁的吸合電壓；所述柔性基板彎曲對所述雙端固支梁的吸合電壓的影響包括所述雙端固支梁結(jié)構(gòu)上下極板的初始間距變化和/或所述雙端固支梁內(nèi)應力的變化；其中L為雙端固支梁梁長、w為雙端固支梁的寬度、t為雙端固支梁的厚度、E為梁的楊氏模量、n為泊松比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：
所述RF MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)與柔性基板雙變形的形變耦合模型，包括柔性基板彎曲后膜橋到基板間距的變化量以及內(nèi)應力引入量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：所述柔性基板彎曲后膜橋到基板間距的變化量滿足：
其中，X為柔性基板彎曲后膜橋到基板間距的變化量、R為柔性基板彎曲曲率半徑、L為雙端固支梁梁長。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：所述內(nèi)應力引入量滿足：
其中，ΔP為柔性基板彎曲在雙端固支梁中引入的張應力，E為梁的楊氏模量、n為泊松比，R為柔性基板彎曲曲率半徑、L為雙端固支梁梁長、g為上下極板初始間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：所述雙端固支梁結(jié)構(gòu)受軸向張應力時的等效彈簧系數(shù)大小為：k＝k'+k”，同樣的，雙端固支梁結(jié)構(gòu)受軸向壓應力時的等效彈簧系數(shù)大小則為：k＝k'-k”；其中k′是由雙端固支梁結(jié)構(gòu)剛度引起的等效彈簧系數(shù)，k″是由雙端固支梁結(jié)構(gòu)雙軸殘余應力引起的等效彈簧系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：所述柔性基板彎曲條件下、所述雙端固支梁發(fā)生屈曲，所述吸合電壓滿足如下關(guān)系式：
或
其中x0為極板間初始距離、h為雙端固支梁屈曲最大位移、X為柔性基板彎曲后膜橋到基板間距的變化量，εr為電極間介質(zhì)的相對介電常數(shù)，k′為由雙端固支梁結(jié)構(gòu)剛度引起的等效彈簧系數(shù)，k″為由雙端固支梁結(jié)構(gòu)雙軸殘余應力引起的等效彈簧系數(shù)；關(guān)系式(1)適用于所述雙端固支梁向上屈曲，關(guān)系式(2)適用于所述雙端固支梁向下屈曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性基板彎曲條件下的MEMS雙端固支梁結(jié)構(gòu)力學分析方法，其特征在于：所述柔性基板包括液晶聚合物。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于東南大學，未經(jīng)東南大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.17sss.com.cn/pat/books/201811029805.3/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
