科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
在自顶向下制造纳米结构的过程中,热膨胀失配或边界支撑件发生底切刻蚀而引起的压缩松弛会产生应力和应变,可导致纳机电系统静电驱动梁的初始曲率.因此,实际上很难构建无曲率的纳米结构.本文综合考虑尺度效应、卡西米尔力和静电力的边缘效应等因素,应用Euler Bernoulli梁理论,建立了静电驱动纳米浅拱固支梁式谐振器的分布质量模型;应用Galerkin方法研究了不同初始曲率幅值对系统静态分岔与谐振频率的影响;进而以静态解为基础,引入五次非线性刚度的一阶离散动态模型,并应用多尺度方法研究了不同初始曲率幅值和五次非线性刚度对于系统主共振频响特性的影响;提出了非线性软硬特性转变的判据.结果表明:与直梁相比,拱梁的静态吸合电压增大,临界位移增大,随着初始曲率幅值的增加,导致系统出现突跳和吸合不稳定性;与直梁相比,初始曲率改变了系统频率,降低了响应幅值,出现了复杂的非线性特性.因此,初始曲率缺陷不可忽略,反而可以加以利用来扩展工作范围,提高系统性能.分析结果与已有报道结果相符.
- 单位
