微梁型谐振器中的挤压薄膜阻尼及热效应研究

摘要

文章首先建立了热弹性梁振动与挤压薄膜之间耦联振动模型.第2章首先假设薄膜气体具有连续性的基础,得到了挤压气体薄膜的连续性模型,然后求得关于挤压薄膜阻尼的Reynolds方程.为了研究热效应,文章也同时建立了关于薄膜气体内热量传递的能量方程.假设微梁符合欧拉—伯努利假设,且两端固定,上下表面分别受到气体薄膜压力载荷与电外载的作用,挤压薄膜气体对微梁的压力将与梁的振动耦合在一起,因此这是一个气固耦联振动问题.因此,该问题必须综合求解Reynolds方程和能量方程,并在交界面上与梁的振动方程耦合起来才能最终得到解答.至于关于梁振动的分析,可由连续性热弹性梁理论和热能方程,采用模态分析法和摄动法,求得挤压薄膜阻尼对热弹性梁振动特性的影响,包括共振频率、品质因子等.热弹性阻尼是微小尺度谐振器的一种基本能量耗散方式.该文最后部分在Zener的线性粘弹性体标准模型和R. LifShitz的有关矩形截面梁的小挠度振动的热弹性阻尼理论的基础上,研究了在挤压薄膜热效应影响下,微梁振动的热弹性阻尼情况.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题背景

1.2国内外发展概况

1.3本文研究工作

2气体气体薄膜控制方程

2.1流体模型的建立

2.2普遍形式的Reynolds方程

2.3能量方程

3微梁热弹性振动控制方程

4气体薄膜阻尼及热效应分析

4.1几种主要的微元器件简介

4.2薄膜阻尼及热效应作用下梁的振动

4.3梁的振动特性分析

4.4结果分析及讨论

4.5本章小结

5谐振器结构中的热弹性阻尼作用

5.1谐振器中微梁的热弹性阻尼

5.2 Zener线性粘弹性体标准模型

5.3微梁作简谐振动时热弹性方程求解

5.4本章小结

6全文总结和展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录1(攻读硕士学位期间发表的论文)