应变梯度对静电力驱动微梁吸合电压的影响

作     者：赵俊峰 周慎杰 王炳雷 王锡平 

作者机构：山东大学土建与水利学院济南250061 山东大学机械工程学院济南250061 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2012年第34卷第4期

页      面：510-515页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080102[工学-固体力学] 

基　　金：国家自然科学基金(10572077) 山东省自然科学基金(Y2007F20)资助项目~~ 

主　　题：应变梯度理论 吸合电压 瑞利-利兹法 牛顿-拉菲森法 微梁 

摘      要：基于应变梯度理论,建立静电力驱动微梁的控制方程,通过瑞利-利兹法对微梁的控制方程进行降阶,得到一组非线性代数方程。利用牛顿-拉菲森法求解该方程组,确定微梁的吸合电压,分析应变梯度对吸合电压的影响规律。结果表明,当微梁的无量纲厚度减小时,无量纲吸合电压将显著增大,表现出明显的尺寸效应;随着材料内禀特征长度的增加,无量纲吸合电压的尺寸效应也越显著,说明应变梯度对微梁的吸合电压影响显著。随着微梁无量纲厚度的减小,残余应力对无量纲吸合电压影响显著,可以减弱应变梯度对无量纲吸合电压的影响;同时应变梯度可以显著降低中面伸长对吸合电压的影响。分析结果可为微机电系统中微梁的设计提供参考。