[工學(xué)]微系統(tǒng)設(shè)計與制造第4章-預(yù)覽頁
【正文】 不如過阻尼情況理想。 對于復(fù)雜幾何形狀的微器件，理論上存在無窮多個共振模態(tài)，這些多模態(tài)結(jié)構(gòu)的共振可以歸結(jié)為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)本身具有無窮多個固有頻率。 共振的后果是災(zāi)難性的，因此，結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計總是試圖避免這種情況的發(fā)生，做法是提高結(jié)構(gòu)的固有頻率，使所有能預(yù)見到的外界激振力的頻率都不會達(dá)到哪怕是最低模態(tài)的固有頻率。通解可以由以下齊次方程得到： 0)()()( ??? tkztzctzm ??? 加速度計設(shè)計的關(guān)鍵是它的特解，為了得到這部分特解，假設(shè)： )s in ()( ?? ?? tZtz其中， 是輸入 相對于運動 的相位差 ? )(tx )(tz微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 18 把假設(shè)解代入非齊次方成，可以確定質(zhì)量塊相對運動的最大 幅值 Z： 2222)()(mcmkXZ??????和 21t a n????? ?mkmc上面的解也可以表示為： 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 19 22222)2())(1(nnn hXZ?????????和 21)(12t a nnnh??????? ?其中 mkn ??為加速度計無阻尼自由振動的固有頻率。 阻尼對質(zhì)量塊振幅的影響被定性顯示在圖 415中。 無論哪種情況，阻尼系數(shù) C 都能從下面簡單關(guān)系式中得到： )(tcVF D ? 其中， 是對運動質(zhì)量的阻力， C 是阻尼系數(shù)， V (t) 是運動質(zhì)量的速度。 （ 437） 聯(lián)立式 （ 437） 與式 （ 436） 能得到壓縮阻尼系數(shù) c： 303)(16 LHWLWfc ?（ 438） 式 （ 438） 中的函數(shù) 的數(shù)值與 的關(guān)系在表 42中給出。 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 27 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 28 在梁的上表面或者下表面的切應(yīng)力可以表示為： )()( yuys ??? ?? 其中， 是阻尼流體的動力黏度， 是流體中的速度輪廓，流 固界面的流體速度為 V。 蠕變。此外，這些變化在封裝材料中表現(xiàn)更明顯。蠕變一般分三個階段：初期蠕變、穩(wěn)態(tài)蠕變和三重蠕變。 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 33 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 34 圖 434b所示的桿，其總的膨脹或收縮可以通過公式 計算，其中 L是桿在參考溫度下的原始長度。 材料由于熱環(huán)境改變而膨脹或收縮的量由以下因素決定： ①溫度變化 ②材料的熱膨脹系數(shù) 。 雙層板的界面力 F和曲率由以下公式?jīng)Q定： )11()(2112EEhbSTF?????（ 449） 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 36 Th)(3212 ?????式 （ 449） 中的 E E2分別是條板 1和 2 的楊氏膜量。 ),( zyxu),( zyxv ),( zyxw微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 37 例題 415 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 38 微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 39 薄板中沿厚度方向的溫度變化導(dǎo)致的熱應(yīng)力 圖 439描述了一個笛卡爾坐標(biāo)系定義的任意形狀的薄板。 TN TM微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué) 2022/2/13 44 彎曲梁的曲率按照下面方程計算： EIbM T???1 （ 4 58） 其中， 為彎曲梁的曲率半
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