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文档简介

1、三段式双稳态梁屈曲分析1参数设计选用多晶硅材料进行开关加工，材料弹性模量E=165GPa,、泊松比P0=0.23o动态分析是在加速度激励为a=4g下进行的。参数定义W侧梁厚度W主梁弹性段厚度V侧梁长度1主梁弹性段长度L主梁中段长度IV侧梁宽度h主梁弹性段宽度&初始倾斜角lb侧梁惯性矩Ih主梁弹性段惯性矩E材料弹性模量2设计要求参考Sandia实验室相关设计要求,（1）开关具备双稳态特性；（2）如图所示，E1和E3为开关稳定平衡位置，E2为不稳定平衡位置；（3）在激励作用下闭合门限值为5|JN；（4）开关闭合后，为保证电接触特性，接触压力大于50|JN小于150pN：（5）最大应力小于1200M

2、Pao开关可以选择初始位置为El或者E3两种情形，考虑到Fmax般大于Fmin，开关初始位置设在E3位置比较合理，但该种情形在加工时比较困难，因此考虑两种方案。方案一初始位置在E3,此时在激励加速度作用下，惯性力Fg=maFmin,为减小质量块质量，Fmin应该较小。参数组合1主梁参数(um)侧梁参数(um)130V44L190w6W2h，5116e0.959.9448Fmm4.18206.48位移：如下图，时间t=06292微秒时，屈曲梁恢复到初始位置E1点。之后屈曲梁产生振荡，原因是阻尼力相对弹性力过小，可以缩小气隙厚度增大阻尼力。弹性力：如下图，振荡前弹性力的最大值和最小值都与静态分析值

3、相同,Fmax=59.9uN,Fniin=4.2uN。阻尼力：本次仿真釆用的气隙厚度正反均为20um,如下图，t=0.6292微秒,屈曲梁到达第二个稳态时，阻尼力为0.2721uNo若将正反气隙厚度改为10um,屈曲梁受到的阻尼力增大，在第二个稳态位置快速收敛。位移曲线和力曲线如下图。0心方案二初始位置在El,此时在激励加速度作用下，惯性力Fg=maFmax,考虑到系统单纯靠一个质量块进行驱动无法完成功能，因此建议设计以下结构。y上述结构当受到外加门限加速度a作用后，大小两个质量块产生的惯性力驱动双稳态机构，将质量块压下闭合触点。要求Fgl+Fg3-Ky=(M+m)aFnwx(1)外加加速度撤

4、除后，大质量块由弹簧K拉回，小质量块维持闭合状态，触点接触压力为Fnuno当外加反向加速度达到开关截止门限时，即有：F；=ma，F.gJnun(2)时，开关断开。参数组合1主梁参数(um)侧梁参数(um)140r44L320w6W2h，5h7e0.9Fm/uN)82.1509Fmin(llN)51.655212.03（1）位移：气隙厚度设置为20um时，如下图，t=1.189微秒时，屈曲梁到达第二个稳态位置，位移量为12.03umo此后屈曲梁发生振荡。（2）弹性力：如下图，振荡前弹性力的最大值和最小值都与静态分析值相同,Fmax=82.luN,Fniin=51.6uN。（3）阻尼力：如下图，t=1.189微秒，屈曲梁到达第二个稳态位置时，阻尼

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