顾名思义,悬臂梁 MEMS 开关是一种由机械位移控制的电开关。它由两个主要部分组成:底座和悬臂梁(图 1)[1]。悬臂梁由导电材料制成(或其一部分,取决于设计),通常是铝。底座上沉积有一层导电材料层。在设备的这两个导电部分之间施加电压后,形成一个有限平行板电容器 [2, 3],由于电容器板之间的静电吸引力 [4, 5],悬臂梁开始向底座弯曲。悬臂梁以弹性反作用力 [6] 作出反应,并在两个力抵消的位置停止。在某个电压(驱动电压)[7–10] 下,力之间的平衡变得不稳定,悬臂梁在底座上坍塌 [11],从而建立电容器板之间的接触并闭合电路。在该模型中,认为下电极上没有沉积介电层(因此极化电荷可以忽略不计 [12])。新的理论模型考虑了有限平行板电容器中的边缘效应。将理论上获得的驱动电压与计算机模拟的 MEMS 设备驱动电压进行了比较。
摘要。基于模态的降阶模型因其在工程问题中的计算效率而成为结构建模的首选。经典模态方法的一个重要限制是它们是几何线性的。本研究提出了一种快速校正方法来解释由悬臂梁的大挠度引起的几何非线性。该方法依赖于预先计算的校正项,因此在时域响应分析期间增加的额外计算工作量可以忽略不计。在直梁模型和国际能源署 (IEA) 15 MW 风力涡轮机叶片模型上检验了该方法的准确性。结果表明,对于所研究的两种情况,所提出的方法显著提高了模态方法在轴向和扭转运动等非线性引起的二次挠度方面的准确性。