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天津大学
硕士学位论文
一种微静电开关的非线性动力学
姓名:刘利琴
申请学位级别:硕士
专业:一般力学与力学基础
指导教师:吴志强
20021201
摘要微型电子机械系统中存在多种非线性因素,如微机械元件的几何非性动力学的设计失效。初步研究表明:非线性对微机械电子系统动力学行为有重宗旨之所在。现将本论文总结如下:隽薓诠谕庋芯孔纯觯芯倭薓导视τ醚芯砍晒赋发展过程中存在的若干问题,总结了微静电的若干性能评价指标。鲇泄囟喑叨确ê推嬉煨岳砺鄣幕局J叮致哿薓低车慕!在对现有几种具有典型结构的微静电开关模型的分析基础上,考虑机械、静电、气隙方面的非线性因素,建立了一种具有代表性的微静电开关模型作为本文的邮岛屠砺哿礁龇矫嫜芯苛松厦嫠〉奈⒕驳缈9叵低车牡ツL窍性动力学。导出系统单自由度非线性运动方程A舻饺追窍咝,,发现倍周期分邮岛屠砺哿礁龇矫嫜芯苛怂低乘L窍咝远ρАVっ了系统正交性的条件;导出了系统双自由度非线性运动方程A舻饺追窍甪襳。的共振情况下的分岔,发现此时系统中有比较复杂的分岔现象发生。用数值方法分析了静电激励变化导致的分岔,可以发现倍周期分岔、逆倍周期分岔同样发生在频率W愎恍。穹プ愎淮蟠Α恼伦詈蠖匀墓ぷ鹘辛俗芙幔⑻致哿艘院笥ψ龅墓ぷ鳎关键词:微电子机械系统,分岔,菲线性线性、所用特殊材料的非线性,磁场力与气隙的非线性等等,往往导致基于线要的影响。然而,由于相关的研究不多,非线性因素到底在多大程度上影响系统的性能,有何特点和规律等问题,仍有待进一步研究。这也是本文的研究研究对象。法求的平均方程;用奇异性理论讨论了系统的定态分岔,得到外激励电压的频岔和逆倍周期分岔发生在外加电压频率愎恍 U穹足够大处。性枚喑叨确ㄇ蟮钠骄匠蹋挥闷嬉煨岳砺厶致哿朔匠淘诜悄诠舱袷钡蓖激励电压的频率矾
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导师躲叮吖签字日翌≯。口弓年学位论文作者签名:参卜丽缱学位论文作者签名;专睯琴学位论文版权使用授权书独创性声明签字目期:ǹ蟆菽辏麓跞耭日表或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘茔或其他教育机构的学位或本学位论文作者完全了解一盔盔盘茔有关保留、使用学位论文的规定。签字日期:加口≥年特授权墨洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学月日
墨::兰堕兰的简介的国内外研究发展状况第章绪论——一一~微型电子机械是八十年代末出现的一项新技术,按其机械系统的特征尺寸可分为男⌒突怠—奈⑿突导發—纳米机械。故它从广义上包含了微型机械和纳米机械湮适啦痪茫旨涸工业、医疗及科研方面获得了很多应用,在生物学、航空航天、半导体工业、信息、流体控制、微型机器入方面的应用前景极为广泛,成为一个具有交叉学科性质的高科技前沿研究领域。它涉及电子工程、材料工程,机械工程,信息工程、物理学,化学、力学、医学以及生物技术等多种工程技术和科学。作为现代高技术发展的综合产物和必然结果,必将对现有产业和技术产生深远研究的目,不仅在于缩小体和尺寸,、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,行成批量化产业。、响应快成本低的优势。,并逐步向微光学、微机器人,微气动、微液压等方向发展。目前开发的重点是微传感器、微执行器。其应用主要包括惯性导航、高密度数据存储技术,治鱿低场⑽尴叻上世纪五十年代,由于集成电路的出现,给人类带来了前所未有的变革。在集成电路技术经历了小规模大规模以至超大规模之后,随着电路集成度的提高,在上个世纪七十年代,国外的一些科学家就运用集成电路制造过程中的镀膜技术和可视技术在一片很小的硅片上制造了新型的静止微型机械,这就是微机械系统的雏形。而直到二十世纪的八十年代,真正意义上才真正出现一首先是美国,年贝尔实验室用技术制成了微型涡轮机,,这一成果在影响步式传感器网络等。年加州伯克莱国际上引起极大轰动。次年,在第二节有关微机电系统国际学术讨论会上正式成
尼亚大学,麻省理工学院等笱У难芯抗ぷ鳌V两衩拦目蒲Ъ也唤鲆丫作出各种整体尺寸只有几百个微