MEMS微机械结构受冲击力学分析

作者：高成; 王怡豪^*; 傅成城; 黄姣英; 王长鑫

来源：传感器与微系统, 2020, 39(09): 9-15.

DOI：10.13873/J.1000-9787(2020)09-0009-04

• 微机电系统
• 折叠梁
• 刚度
• 阻尼
• 冲击
• 运动方程

对微机电系统(MEMS)加速度传感器ADXL203的微机械结构建立三维模型,使用卡式定理与线性弹性理论推导折叠梁X,Y,Z方向刚度,并利用ANSYS有限元仿真验证了刚度计算结果。求解结构阻尼系数,由阻尼受迫振动模型入手,采用准静态理论或振动理论,分析微机械结构在冲击脉冲下的响应规律,推导出在半正弦波冲击条件下,微机械结构的运动方程。计算得到微机械结构在X,Y方向最大位移为0.883,0.878 6 mm,分别在冲击发生后的0.141,0.142 ms时。提出了微机械结构刚度、阻尼、运动方程的求解方法,便于分析其失效机理,指导MEMS冲击试验的进行。

• 单位
  北京航空航天大学