摘要：针对MEMS陀螺中常见的折叠梁结构,建立了折叠梁的理论模型,并在SABER平台上建立了其系统级模型.进而将两根折叠梁相连的模型用于MEMS陀螺的设计与仿真,对其进行频域和时域分析.利用基于ANSYS的有限元仿真结果对模型进行了有效性验证,分析了折叠梁的尺寸参数变化对陀螺谐振频率的影响.仿真结果表明,折叠梁的系统级模型与ANSYS仿真结果的误差小于5%,仿真时间仅200 s,可以在确保仿真精度的前提下,满足MEMS器件快速设计的要求.

摘要：针对传统悬臂梁振动发电频带窄的问题,提出了一种弹性折叠梁结构。仿真分析了该结构的振动特性,探讨了结构参数变化对共振频率的影响,搭建了振动发电测试系统,通过实验验证了该结构的发电能力。实验结果表明,相较于传统悬臂梁,弹性折叠梁具有更低的共振频率,利用多个频率接近的模态可以显著拓宽频带宽度,在振动发电方面具有明显优势。

摘要：z轴硅微机械陀螺仪采用体硅薄片溶解法制作,在加工过程中引入了残余应力。从理论上分析了残余应力对z轴陀螺仪工作模态的影响,并采用有限元软件进行了仿真。仿真结果和试验表明,第一回合设计的z轴陀螺仪驱动轴受到张应力作用,应力值约为20～30MPa;检测轴受到压应力的作用。在此基础上提出了两种应力释放结构的设计方案,折叠梁结构的设计和应力释放槽的开设。由第二回合设计的z轴陀螺仪试验结果表明,陀螺仪结构内残余应力得到了较好地释放,大大提高了陀螺仪结构的机械灵敏度。

摘要：单自由度压电能量采集器因其结构特点,其有效工作频带范围较窄,难以在实际的无线传感器网络节点和可穿戴设备等领域应用。本文提出一种基于折叠梁结构的压电振动能量采集器,以提高采集器的工作带宽。首先,对折叠梁式振动能量采集器进行理论建模及有限元分析,其次,分析不同质量块的质量对所提出的能量采集器的影响,最后,对所提出的能量采集器进行实验研究,实验结果表明,在频域为0~100 Hz,加速度为0.3 g的条件下,"L"型振动能量采集器的工作带宽为1 Hz,"Z"型振动能量采集器的工作带宽为3 Hz,扩增为"L"型带宽的300%,其次,"Z"型振动能量采集器在0.2 gn,0.25 gn,0.30 gn激励下的最佳匹配负载电阻分别为0.21 MΩ,0.27 MΩ以及0.21 MΩ,最大输出功率为509.122 mW,921.926 mW以及1331.230 mW,初步验证了折叠梁式能量采集器的性能。本文所提出的折叠梁式能量采集器可以兼顾降低谐振频率和增加低频段的谐振阶数的需求,有效提高了能量采集效率,为待供能设备提供充足的电能。

摘要：为了改善扭转微镜的机电耦合特性和光学特性,提出了一种新的基于SOI硅片的垂直扭转梳齿静电驱动结构．通过有限元与边界元方法,对不同厚度扭转梁的机电耦合特性进行了数值模拟,得到了相应的阈值电压和吸合电压,并提出了几种新的折叠梁结构,以进一步改善器件的机电耦合特性;通过力学分析,从理论上推导了垂直扭转梳齿静电驱动方式微镜的最大扭转角度、阈值电压、扭转刚度以及固有频率,获得了结构参数对器件机电耦合特性的影响机制;最后,利用比例散射理论讨论了表面粗糙度、入射光束波长和入射角度等参数对微镜表面光学反射性能的影响,并利用原子力显微镜测量了微镜的表面粗糙度．理论模拟与实验研究表明,基于SOI硅片和垂直扭转梳齿结构的硅微机械扭转微镜可显著降低器件的驱动电压,提高器件的机电耦合特性和微镜表面的光学反射特性．

摘要：采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法,对压电折叠梁微执行器在低电压下工作时的器件结构进行优化设计。首先通过理论分析获得优化的器件结构参数,再通过有限元模拟验证理论分析结果。在器件设计中,通过综合考虑制造工艺、工作条件、器件应用的可靠性,对压电悬臂梁长度、单晶硅层厚度、折叠梁级数,以及工作电压进行折衷优化,获得低电压应用时最佳的器件参数。

摘要：对MEMS中并联或串联组合而成的两种折叠梁形式的总刚度进行了分析,分析了两种梁在总刚度相同的条件下对加工误差的灵敏度,指出在加工误差不可避免的情况下,选择合适的折叠梁结构来满足具体的运用要求。得出:除发生误差的情况之外,折叠梁对误差的灵敏度比单梁小得多。运用CoventorWave软件对梁结构在随机相对误差下进行了有限元仿真分析,验证了理论分析的正确性。

摘要：介绍了一种基于横向金属接触的DC-5GHz单刀双掷RF MEMS开关的研究与设计.横向金属接触开关包括了一套有限的共面波导(FGCPW)传输线和左右摆动的悬臂梁.为了降低开启电压,设计了一种曲折型的折叠梁结构,通过理论分析与仿真实验验证了该结构的可行性,并利用Metal MUMPs工艺加以实现.测试结果显示,该开关在5GHz处的插入损耗为0.8dB,回波损耗大于20dB,隔离度为40dB.测得最低开启电压为33V.

摘要：微谐振器是试飞测试系统的重要组成部件,微谐振器的性能影响到试飞测试系统的精确度。为了提高微谐振器的性能,在传统结构的基础上,提出改变微谐振器中折叠梁、驱动梳齿等结构的尺寸来改善其性能。运用有限元法对不同结构尺寸下的微谐振器进行模态、品质因子分析。仿真结果表明,横向微谐振器的一阶模态频率的大小很大程度上受到折叠梁尺寸的影响;静电梳齿的尺寸设计中,梳齿的宽度是影响驱动力和品质的一个关键因素。仿真结果表明,对提高微谐振器的性能具有一定的指导意义。

摘要：微机械电容式加速度计的基本参数如固有频率、非线性度、分辨率等首先取决于其本身的结构,因此加速度计结构的设计选取至关重要。本文首先综合比较了微机械电容式加速度计的三种常见结构三明治摆式、翘翘板摆式和梳齿式的各自特点,指出了定齿偏置结构的梳齿式微机械加速度计的优点。并以该结构为分析对象,从加速度计的分辨率、量程、稳定性、灵敏度等性能分析比较了多种结构梁,提出了折叠梁的综合性能最好,最后通过分析计算出了折叠梁在检测方向的刚度。