Математическое моделирование статического и динамического деформированного состояния упругих подвесов и чувствительных элементов микрогироскопов и микроакселерометров

• Автор: Максимов, Петр Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ МИКРОМЕХАНИКИ КРЕМНИЕВЫХ УСТРОЙСТВ В ЗАДАЧАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕМБ-СИСТЕМ.

1.1. Введение в МЕМБ-технологии
1.2. Классификация и анализ негативных факторов и дефектов микромеханических конструкций
1.3. Влияние температурного поля на механические характеристики МЕМБ-систем
1.4. Электростатические взаимодействия в МЕМБ-системах
1.5. Аналитические модели МЕМБ-систем
1.6. Моделирование МЕМБ-систем в специализированных и прикладных инженерных пакетах
1.7. Выводы по главе
2. УПРОЩЕННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ МОДЕЛИ
МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
2.1. Упрощенная модель плоского микрогироскопа, учитывающая изменение инерционных и жесткостных характеристик элементов конструкции
2.1.1. Описание проблемы
2.1.2. Математическая постановка задачи
2.1.3. Реализация расчетной схемы для упрощенной модели плоского
микрогироскопа
2.1.4. Результаты исследования
2.2. Инженерная электромеханическая модель плоского микроакселерометра
2.2.1. Описание проблемы
2.2.2. Математическая постановка задачи

2.2.3. Реализация расчетной схемы инженерной электромеханической модели плоского микроакселерометра
2.2.4. Результаты исследования
2.3. Выводы по главе
3. МЕХАНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕМБ-СИСТЕМ
3.1. Модель плоского кремниевого микрогироскопа
3.1.1. Описание проблемы
3.1.2. Математическая постановка задачи
3.1.3. Реализация конечно-элементной модели плоского
микрогироскопа
3.1.4. Результаты исследования
3.2. Модель плоского микрогироскопа с отклонением геометрических размеров торсионов в упругом подвесе
3.2.1. Описание проблемы
3.2.2. Математическая постановка задачи
3.2.3. Конечно-элементная реализация модели плоского
микрогироскопа с дефектом
3.2.4. Результаты исследования
3.3. Выводы по главе
4. СВЯЗАННЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ И
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕМБ-СИСТЕМ
4.1. Слоистая модель микромеханического акселерометра с различными температурными свойствами материалов
4.1.1. Описание проблемы
4.1.2. Математическая постановка задачи
4.1.3. Конечно-элементная реализация слоистой модели
электромикромеханического устройства с различными температурными свойствами
4.1.4. Результаты исследования
4.2. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
работы датчика. Кривые (р = рты) соответствуют режиму, при котором частота вынуждающей силы равняется собственной частоте системы без дефекта. Кривые (р = ра) определяют режим, при котором частота вынуждающей силы равняется собственной частоте системы с дефектом, а собственная форма колебаний при этом соответствует повороту внешней пластинки на внешних торсионах (одна из двух собственных частот, измененных после внесения дефекта). Кривые (р = /;р) определяют режим,
при котором частота вынуждающей силы равняется другой собственной частоте системы с дефектом, а собственная форма колебаний при этом соответствует повороту внутренней рамки на внутренних торсионах.
На рис. 2.9-2.10 представлены зависимости амплитуд вынужденных колебаний ММГ от изменения крутильной жесткости внешних торсионов.
а,р,рад а,р,рад
Рис. 2.9. Зависимость амплитуд Рис. 2.10. Зависимость амплитуд
колебаний от жесткости внешнего колебаний от жесткости внешнего
торсиона торсиона
На рис. 2.11-2.14 представлены зависимости амплитуд вынужденных колебаний ММГ от изменения моментов инерции А и В внутренней пластины датчика.