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考虑尺度效应具损伤微板的坍塌特性分析
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Pull-in Analysis of Size-dependent Micro-plate with Damage
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    摘要:

    基于Kirchhoff板理论和修正偶应力理论,研究具损伤弹性微板的坍塌特性,推导了微板的动力学方程并采用伽辽金法进行求解,分析了损伤变量、特征尺度参数、微板与固定电极之间的距离和边缘场对坍塌电压的影响. 为了验证模型的合理性,将本文所得结果与文献结果进行了对比. 数值结果表明:结构损伤会减小坍塌电压;而尺度效应会增大坍塌电压;微板与固定电极之间的距离越大,坍塌电压也越大;边缘场的存在对坍塌电压有微弱的影响. 本文所得结论对微机电系统微板结构的设计和应用提供一定的理论指导.

    Abstract:

    Based on the Kirchhoff plate theory and the modified couple stress theory (MCST),this work focuses on the pull-in phenomena of elastic micro-plates with damage. The dynamic governing equation of the micro-plate was derived and then solved via Galerkin method. The effect of damage variable,length scale parameter,initial gap and fringing filed on pull-in voltage of the micro-plate was discussed in detail. Moreover,the reliability of present model was validated by comparing results obtained in this study and the literatures. Numerical results show that damage effect decreases pull-in voltage while size effect increases it; large initial gap results in large pull-in voltage and fringing field has slight influence on it. This research is helpful and useful in electrostatically actuated microstructures applications and provides a theoretical foundation for designers and engineers.

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袁集海,张祥敏,陈昌萍?覮.考虑尺度效应具损伤微板的坍塌特性分析[J].湖南大学学报:自然科学版,2020,47(2):29~34

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  • 在线发布日期: 2020-03-03
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