工學(xué)微系統(tǒng)設(shè)計與制造

1、2021-8-21微系統(tǒng)設(shè)計中的工程力學(xué)2021-8-22 薄板的靜力彎曲：2222222wwpxyxyD2021-8-232021-8-24一、機(jī)械振動 1.1基本公式 簡單的機(jī)械振動系統(tǒng)如圖4-7a 0)()(tXktXm )sin()cos()(21tCtCtXmk2021-8-25 質(zhì)量塊的振動頻率： 圓周頻率 通常被認(rèn)為是系統(tǒng)的自然頻率，是一個用來估算包括微器件在內(nèi)的固體結(jié)構(gòu)諧振的非常重要的量，它的單位是弧度每秒rad/s。 我們在圖4-7b所示的系統(tǒng)中引入一個阻尼器，假設(shè)阻尼器的阻尼系數(shù)為c，它將產(chǎn)生一個與質(zhì)量塊速度成比例的減速阻尼力。運(yùn)動方程被修正為：2f0)()()(tXktX

2、ctXm 2021-8-26 式中質(zhì)量塊的瞬時位置X（t）會取三種情況中的一種，這取決于阻尼比的大小，阻尼比被定義為：mc 2/情況1：過阻尼022)()(222221ttteCeCetX2021-8-272021-8-28情況2：臨界阻尼情況022)()(21tCCetXt2021-8-292021-8-210情況3：欠阻尼022)sincos()(222221tCtCetXt2021-8-2114.3.2 共振 tFtXktXmsin)()(0 )sinsin()()(220ttFtXa a2021-8-21200)(tXtFtFtXcos2sin2)(020)(tXMKnn2021-8-

3、2132021-8-2142021-8-215 4.3.4 加速度計的設(shè)計理論 圖4-14a描述一種典型的加速度計，它由一個用彈簧和阻尼器支撐的測振質(zhì)量構(gòu)成。2021-8-216 )()()(txtytz0)()()(tymtzctkz 2021-8-217)()()(txtytz )()()()(txmtkztzctzm tXtxsin)(tmXtkztzctzmsin)()()(2 0)()()(tkztzctzm )sin()(tZtz)(tx)(tz2021-8-2182222)()(mcmkXZ21tanmkmc2021-8-21922222)2()(1 (nnnhXZ21)(12t

4、annnhmkncnccmch2 （4-32a） （4-32b）2cncm2021-8-220n)2/( hXZ nn2max,nbaseaZmax,basea2021-8-2212021-8-2222021-8-2234.3.5 阻尼系數(shù)DF)(tcVFD（4-36）2021-8-224( )y t2021-8-22533016 ()( )DWFfW Ly t HL（4-37）（4-37）（4-36）303)(16LHWLWfc （4-38）（4-38）)(LWfLW2021-8-2262021-8-2272021-8-228)()(yuys（4-42）HV0VHLbLbFD2)2(0( )

5、. /u y V y H( )u y2021-8-2292DFLbcVH2021-8-2304.4 熱力學(xué)2021-8-2312021-8-2322021-8-2332021-8-23412TTTTL TLT/2021-8-23512TTTTEETT)11()(2112EEhbSTF（4-49）2021-8-236Th)(3212（4-49）（4-50）),(zyxu),(zyxv),(zyxw2021-8-237例題4-152021-8-2382021-8-239)(),(1zfzyxxx)(),(2zfzyxyy0yzyxxzzz2321)(113TTyyxxMhzNhzET)232(13

6、TTMhzhNEyyxx（4-51）（4-52a）2021-8-240)(11)232()1 (23zTMhzhNETTzz（4-52b）)232(3TTMhzhNExu)232(3TTMhzhNEyv23)()1()1 (1)(43320223TTzTMhzNhzdzzTEEyxEhMw （4-53a） （4-53b） （4-53c）2021-8-241TNTM)(zThhTdzzTEN)(（4-54a）hhTzdzzTEM)(（4-54b）E2021-8-242bhA23/23bhI IbMzAbNzETzxTTxx)()(),(（4-55）0 xzzz)(1),(TTxxbMIzAbNE

7、zx（4-56a）)()1()(),(zTEbMIzAbNEzxTTzz（4-56b）2021-8-2430 xz)(),(TTbMIzAbNExzxu（4-57a）zTTTdzzTEbMIzAbNExEIbMzxw02)()1()(22),(（4-57b）（4-54a）（4-54b）TNTM2021-8-244EIbMT1 （4- 58） ( )IIIIIIijijK orK orKfr2021-8-2452021-8-246 ( )ijIIIIIIiuK orK orKrg 4.5.2 斷裂韌度 圖445a中的緊湊拉伸（CT）試樣； 圖445b中三點彎曲試樣；4.5.3 界面斷裂力學(xué) 針對

8、圖446中不同材料的粘接面，兩種粘接材料有不同的性能參數(shù)分界面在垂直方向和側(cè)面剪切方向2021-8-2472021-8-2482021-8-2492021-8-250一、機(jī)械振動 1.1基本公式 簡單的機(jī)械振動系統(tǒng)如圖4-7a 0)()(tXktXm )sin()cos()(21tCtCtXmk2021-8-251 質(zhì)量塊的振動頻率： 圓周頻率 通常被認(rèn)為是系統(tǒng)的自然頻率，是一個用來估算包括微器件在內(nèi)的固體結(jié)構(gòu)諧振的非常重要的量，它的單位是弧度每秒rad/s。 我們在圖4-7b所示的系統(tǒng)中引入一個阻尼器，假設(shè)阻尼器的阻尼系數(shù)為c，它將產(chǎn)生一個與質(zhì)量塊速度成比例的減速阻尼力。運(yùn)動方程被修正為：2f0)()()(tXktXctXm 2021-8-2522021-8-253330