微機電耦合動力學

第1章 緒論
1.1 MEMS概述
1.2 MEMS在軍事領域的應用
1.3 微構件動力學研究
第2章 微梁機電耦合振動
2.1 微梁機電耦合模型建立
2.2 靜電力分析
2.3 懸臂式微梁機電耦合自由振動
2.3.1 靜態(tài)位移求解
2.3.2 動態(tài)分析
2.4 彈性支撐微梁機電耦合自由振動
2.4.1 靜態(tài)位移求解
2.4.2 動態(tài)分析
2.5 懸臂式微梁機電耦合受迫振動
2.5.1 簡諧受迫振動
2.5.2 共振分析
2.6 彈性支撐微梁機電耦合受迫振動
2.6.1 簡諧受迫振動
2.6.2 共振分析
2.7 實例計算及分析
2.7.1 懸臂式微梁
2.7.2 彈性支撐微梁
第3章 微梁機電耦合非線性動力學
3.1 弱非線性系統(tǒng)的自由振動
3.2 接近共振的受迫振動
3.3 遠離共振的受迫振動
3.4 實例計算及分析
3.4.1 弱非線性系統(tǒng)自由振動分析
3.4.2 接近共振的受迫振動分析
3.4.3 遠離共振的受迫振動分析
第4章 微梁機電流體耦合自由振動
4.1 微梁機電流體耦合模型建立
4.1.1 振動方程
4.1.2 空氣擠壓膜阻尼
4.1.3 系統(tǒng)動靜態(tài)方程
4.2 微梁機電流體耦合自由振動
4.2.1 靜態(tài)位移求解
4.2.2 動態(tài)分析
4.3 實例計算及分析
4.3.1 位移振動響應分析
4.3.2 電場、壓力場振動響應分析
4.3.3 靈敏度分析
第5章 微梁機電流體耦合受迫振動
5.1 受迫振動方程的建立
5.2 受迫振動求解
5.3 實例計算及分析
5.3.1 共振分析
5.3.2 靈敏度分析
第6章 微板機電耦合振動
6.1 微板機電耦合模型建立
6.2 四邊筒支微板機電耦合自由振動
6.2.1 靜態(tài)位移求解
6.2.2 動態(tài)分析
6.3 對邊簡支對邊固定微板機電耦合自由振動
6.3.1 靜態(tài)位移求解
6.3.2 動態(tài)分析
6.4 三邊簡支一邊自由微板機電耦合自由振動
6.4.1 靜態(tài)位移求解
6.4.2 動態(tài)分析
6.5 四邊簡支微板機電耦合受迫振動
6.5.1 簡諧電壓激勵
6.5.2 簡諧外載荷激勵
6.5.3 簡諧電壓和簡諧外載荷共同激勵
6.6 對邊簡支對邊固定微板機電耦合受迫振動
6.6.1 簡諧電壓激勵
6.6.2 簡諧外載荷激勵
6.6.3 簡諧電壓和簡諧外載荷共同激勵
6.7 三邊簡支一邊自由微板機電耦合受迫振動
6.8 微板機電耦合自由振動實例計算及分析
6.8.1 四邊簡支微板
6.8.2 對邊簡支對邊固定微板
6.8.3 三邊簡支一邊自由微板
6.9 微板機電耦合受迫振動實例計算及分析
6.9.1 簡諧電壓激勵下的受迫響應分析
6.9.2 簡諧電壓和簡諧外載荷共同作用下的微板動態(tài)響應分析
6.9.3 簡諧電壓激勵下的共振分析
6.9.4 簡諧電壓和簡諧外載荷共同激勵下的共振分析
第7章 微板機電耦合非線性動力學
7.1 弱非線性系統(tǒng)自由振動
7.1.1 非線性靜電場力
7.1.2 系統(tǒng)非線性動力學方程
7.1.3 廣義時間函數(shù)及幅頻響應特性
7.2 接近共振的受迫振動
7.3 遠離共振的受迫振動
7.4 實例計算及分析
7.4.1 工作電壓與靜態(tài)平均位移
7.4.2 頻率特性
7.4.3 時域動態(tài)響應
7.4.4 幅頻響應特性
7.4.5 系統(tǒng)影響因素分析
第8章 諧振式壓力傳感器敏感性分析
8.1 靈敏度近似計算方法
8.1.1 壓力膜彎曲
8.1.2 靈敏度分析
8.1.3 靈敏度影響因素分析
8.2 不同結構諧振式壓力傳感器
8.2.1 固支結構
8.2.2 跳板結構
8.2.3 半島結構
8.3 改進的靈敏度計算方法
8.3.1 半島結構壓力應力關系分析
8.3.2 靈敏度解析式的推導
8.4 兩種方法的比較
第9章 靜電微泵泵膜的振動分析
9.1 靜電微泵的模型及泵膜的振動方程
9.2 泵膜的自由振動
9.3 泵膜在偏置電壓下的靜態(tài)位移
9.4 防止靜電吸合的條件
9.5 微泵機電流體耦合動力學模型及壓膜阻尼
9.6 偏置電壓下泵膜的振動方程
9.7 偏置電壓下泵膜的自由振動
9.7.1 自由振動微分方程的求解
9.7.2 頻率特性
9.7.3 廣義坐標
9.8 偏置電壓下泵膜的受迫振動
9.8.1 受迫振動微分方程的求解
9.8.2 接近共振的受迫振動
9.8.3 遠離共振的受迫振動
9.9 實例計算及分析
9.9.1 系統(tǒng)結構參數(shù)
9.9.2 泵膜靜態(tài)位移分析
9.9.3 泵膜的自由振動分析
9.9.4 泵膜接近共振的受迫振動分析
9.9.5 泵膜遠離共振的受迫振動分析
第10章 微泵流量分析
10.1 無閥微泵的工作原理
10.2 擴散口和收縮口的性能分析
10.3 微泵流量分析
10.3.1 阻尼比的確定
10.3.2 流量計算
10.3.3 瞬時流量計算
10.4 微泵流量影響因素分析
10.4.1 遠離共振
10.4.2 接近共振
10.4.3 流量影響曲線
10.4.4 結果分析
第11章 微泵結構參數(shù)的優(yōu)化
11.1 優(yōu)化設計的數(shù)學模型
11.2 靜電微泵優(yōu)化問題的簡化
11.3 靜電微泵的優(yōu)化
11.4 ANSYS仿真分析
11.4.1 泵膜自由振動模態(tài)仿真
11.4.2 泵膜結構靜電耦合變形仿真
第12章 靜電驅動微板動力學實驗
12.1 實驗測試原理
12.2 微動實驗平臺的設計與制造
12.2.1 主要設計要求
12.2.2 結構設計
12.3 簡諧激勵下微板動力學實驗
12.3.1 共振區(qū)域檢測
12.3.2 微板動力學實驗
12.3.3 實驗結果與理論值分析比較
參考文獻