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MEMS陀螺仪器件级真空封装技术
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:O343.5[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南京理工大学理学院,南京210094, [2]Department of Mechanical and Aeronautical Engineering, University of California, Davis, Davis 95616, USA, [3]东南大学土木工程学院,南京210096
  • 相关基金:The National Natural Science Foundation of China(No.10772086 10772085)
中文摘要:

采用偶应力理论对单层压电悬臂梁式微执行器在强外加电场作用下的非线性静态特征进行了研究.悬臂式执行器包括压电层、被动(弹性)层和2个电极层.首先,采用瑞利-里兹方法分析了在强外加电场作用下由于压电层电致伸缩效应引起的执行器非线性静态特性.其次,由于悬臂执行器的厚度在μm量级,存在变形尺度效应,采用偶应力理论对变形的尺度效应进行了分析.分析结果表明:悬臂执行器的非线性随着外加电场强度的增大而增大,当外加电场很大时,出现刚度软化现象;而且,执行器被动层和压电层厚度比的最优值不是通常采用的1.0.在微尺度下,由于微梁变形存在尺度效应,该厚度比的最优值应比1.0大.

英文摘要:

The nonlinear static characteristic of a piezoelectric unimorph cantilever micro actuator driven by a strong applied electric field is studied based on the couple stress theory.The cantilever actuator consists of a piezoelectric layer,a passive(elastic)layer and two electrode layers.First,the nonlinear static characteristic of the actuator caused by the electrostriction of the piezoelectric layer under a strong applied electric field is analyzed using the Rayleigh-Ritz method.Secondly,since the thickness of the cantilever beam is in micro scale and there exists a size effect,the size dependence of the deformation behavior is evaluated using the couple stress theory.The results show that the nonlinearities of the beam deflection increase along with the increase of the applied electric field which means that softening of the micro beam rigidity exists when a strong external electric field is applied.Meanwhile,the optimal value of the thickness ratio for the passive layer and the piezoelectric layer is not around 1.0 which is usually adopted by some previous researchers.Since there exists a size effect of the micro beam deflection,the optimal value of this thickness ratio should be greater than 1.0 in micro scale.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699