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硕士论文 MEMS微结构动力学性能研究 摘 要 随着人类社会和科学技术的不断进步，人们对于机械系统的要求也越来越高，一 般的机械系统已经无法满足人类的需求。这就要求机械系统向小型化微型化方向发 ElectroMechanical 展。微电子机械系统(Micro 小、重量轻、功耗低、速度快、灵敏度高等优点受到世界各国的青睐，被迅速而广泛 地应用于航空航天、军事、生物医学、信息、自动控制等领域。但是微电子机械系统 却并没有如当初想象般地快速发展。由微结构特殊的结构特征而引起的系统可靠性和 稳定性问题成为制约它迅速发展的一个“瓶颈’’，因此对微结构动力学特性的研究显 的尤为迫切和重要。当材料的本征长度与结构尺寸很接近时，金属材料的力学性能呈 现出很强的尺寸效应并且空气阻力的作用也变得无法忽视，所以尺寸效应和空气阻尼 已经成为了对微电子机械系统动力学特性产生巨大影响的因素。经典的连续介质理论 已经无法解释这些现象。由于经典弹性力学和动力学理论的局限性，无法解决微结构 系统动力学的问题，所以系统部件的动力学特性研究将成为本文的重点。本文基于在 经典弹性理论和牛顿理论，引入应变梯度理论，并在考虑空气阻力作用的情况下，对 微梁弯曲，微梁扭转和微薄板弯曲进行分析，研究其动力学中的尺度效应。 关键词：微电子系统，尺度效应，空气阻尼，动力学特征，固有频率，应变梯度理 论 Abstract 硕十论文 Abstract Astheadvancementofhuman andscienceand society formechanicalbecomemore requirements systems sophisticated，butgeneral mechanicalhasbeenunabletomeethumanneeds．It the system requires mechanicalto inthedirectionof their systemdevelop assmall own，such size，1ightweight，lowpowerconsumption，highspeed，high hasbeen tothe sensitivity，MEMSveryrapidlyapplied andother didnot biomedical，information，automationfields．However，MEMS as and caused originallyimaginedrapiddevelop．Stabilityreliability，which the structuralcharacteristiasofthe by particular becomeabottleneck iS and problem．．Itparticularlyurgent theresearchforthe ofthemicro—structure．Whenthedifference dynamics betweenmaterialintrinsicandmicro—structuresizeiS