基于MEMS超声换能器微桥结构优化

作     者：何建龙 安坤 杨良兴 王亚锋 刘玠 孟江 HE JianLong;AN Kun;YANG LiangXing;WANG YaFeng;LIU Jie;MENG Jiang

作者机构：中北大学电气与控制工程学院太原030051 中北大学机械工程学院太原030051 

基　　金：国家自然科学基金项目(61774138) 山西省面上自然科学基金项目(201801D121184)资助 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2021年第43卷第2期

页      码：482-487页

摘      要：针对传统的超声换能器在低频领域内存在频率较低的问题,设计了一种新型超声换能器微桥理论模型,并对该模型的力学行为进行分析研究。应用Comsol 5.4,对基于反铁电厚膜相变致应变效应的硅基微桥结构进行了实体建模、模态分析及静电分析。通过正交设计优化方法得出了硅基微桥构件小应力大频率的合理结构尺寸,为后续的加工提供重要依据。结果表明,该模型在800μm (L)×100μm (W)时,其应力为0.352 GPa,谐振频率为115.19 kHz,因而在较小尺寸下保持更好性能的表现优于传统的超声换能器。

主 题 词：超声换能器 微桥 反铁电厚膜 相变应变效应 正交设计 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2021.02.034

馆 藏 号：203102674...