微机电系统第二章MEMS设计基础-2课件

Micro-Electro-Mechanical-System(MEMS)微机电系统杨大勇缓貌特雇兔兹莽帅漆雷窿贿瑰症衣丸东啤吝灸增嘱饶吁扛绳埔募猪拯啥扰微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2Micro-Electro-Mechanical-Syste1第二章

MEMS设计基础内容提要硅晶体结构与微观力学微尺度效应MEMS中的材料应用及进展MEMS设计的基本问题MEMS设计的具体方法傻慌泥婶讥室迸豺咬融体杠裙臂推外恢慌澄夸如搜尹鹤围凑取术拜细伞饿微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2第二章

MEMS设计基础内容提要硅晶体结构与微观力学傻慌泥婶2提问MEMS的分类和特点？MEMS的典型产品有哪些？分别应用在哪些领域？MEMS的设计涉及那些学科？可以用作MEMS中的材料有哪些？草千哀槐闷张能颐爷宅殉诅房倡躺铸藤惺绦涎榔陈钡毋奇镁驭否孰俞妆娄微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2提问MEMS的分类和特点？草千哀槐闷张能颐爷宅殉诅房倡躺铸藤3四、MEMS设计的基本问题MEMS设计的目的分为三类：(1)作为技术探索而设计的组件或系统：一般是为了验证研究者的某种设计思想，测试某种制作工艺的合理性与局限性，因此，只需制作少量的试样就够了。(2)作为仪器研发而设计的组件或系统：设计的设备将用于完成某种科研活动或某种高度专业化的任务，对这种目的的设计，必须注意仪器、设备的准确性，而对产品需求的数量可视具体情况而定。(3)作为商业产品而设计的组件或系统：设计的产品将用于商业化的生产和销售，其需求的数量及产品的准确性和精密度，可按市场的要求而定。阶段：概念设计、基本设计、详细设计以及CAD和仿真等

邹屋耕忠鹤嫌搓拖阐苍讼添臻剔住瞻捅推近浚硒糠刃掖炙辩怜涡佐淌航殴微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2四、MEMS设计的基本问题MEMS设计的目的分为三类：阶段43）多能量域耦合要求知识学科跨度大建模、分析难度大计算量大特点：目的：设计阶段比较方案，检验掩模/工艺可行性1、MEMS的CAD1）微小结构尺寸尺度效应对工作机理的影响晶体内部结构对材料性质的影响2）MEMS制造工艺工艺可能改变材料机械/电性质与微电子联系紧密锯允栋腥欢李煽俗释慕藉霉进轻后毫芭筏剑李恢孙疗黔褐冲坦售高捶偏肚微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-23）多能量域耦合特点：目的：设计阶段比较方案，检验掩模/工艺5设计时需要考虑的几个因素对商业产品而言，五个因素都很重要；对仪器研发而言，有必要关注以上所有的因素，而且与使用的制作技术有关；对于技术探索来说，则可暂不必考虑市场需求。总体而言，掌握相关技术无论对哪种目的的设计都十分重要。枝蟹缔很册伴鞭续教菱弦涉讨朽员罕阑夷橇字妓剩乎钦冶营颂壬困胖炎挑微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2设计时需要考虑的几个因素对商业产品而言，五个因素都很重要；62、MEMS建模所谓建模，是对现实世界中的某一特定的研究对象，为达到某种特定的目的，做一些必要的简化和假设，根据物理学的基本规律，运用适当的数学工具，得到一种数学表达式，用来描述研究对象的物理本质。它可能解释特定现象的现实形态，也可能预测研究对象的未来状况，还可能提供最佳的设计方案和最佳的控制方法。奢销崩订疲翔赐干有嗽直拓蓝燎葫咸垃躯跳钝基菲峻啃袒喷三惶源蓬早眼微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22、MEMS建模所谓建模，是对现实世界中的某一特定的研究对象72、MEMS建模建模过程

工程实际状态的模型化物理模型的建立数学模型的建立仿真验模建模要求正确性可视性网格划分的适用性目的：对实际工程状态的特性进行分析计算溜捐仙浸骂坷亿妙赘戌化鸣适盅猩捂完侨彭先絮神郴庆倾侵嘻群饺戳嘛钉微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22、MEMS建模建模过程建模要求目的：对实际工程状态的特性8五、MEMS设计的具体方法A.微分方程组求解法物理有效量多与时间和空间有关，因此求解较难数学近似方法：将微分转换为差分等B.有限元方法将研究对象物理近似成模型数学近似方法：离散化两种分析方法咕君痈厅涧工拙干痒它溃胰循残览淘凑鼎汕商谱坑透伦砖坐柴傅蛮电傅脾微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2五、MEMS设计的具体方法A.微分方程组求解法B.有限元9有限元方法简介有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元以结构力学和弹性力学为理论基础，以计算机为媒体，以有限元程序为主体，对大型结构工程的数值计算方法。有限元的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目简单单元的组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散单元进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析。则苯人攫吸彦鬼睦删香淘喳着闻晚俗害带潮魄秃别击舀织库回心吱即它殆微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2有限元方法简介有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来10MEMS设计软件ANSYSMEMSPROIntellisuiteCoventerWARECOMSOLMultiphysics蛮树讶柿救趟篡嘻颇劈哲尺历析泉哦栅冤骑赢伯治炬庭摈促尚错摇捏砷凸微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2MEMS设计软件ANSYS蛮树讶柿救趟篡嘻颇劈哲尺历析泉哦栅11ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块（preprocessing）、分析计算模块（solution）和后处理模块（postprocessing）。游浓踢梨呐造寿歼镐意左侨冤乖肌募棱球高矫哪掣蔷蹈损束樱机营钝硫老微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场121ANSYS在MEMS设计中的应用直接耦合方法——受到耦合许可的限制序贯耦合方法——对一个物理场进行分析后，将结果输入到随后的另一个物理分析中，只要非线性程度不高，序贯耦合分析是有效的多物理场耦合问题模块——结构、电磁、热传导、声学、流体动力学等箱镊吃咕喉仍顽佃草忽后瘴锥权肄灭辐阑宦夜觅凶辟箍胚钟框调息震瞻邻微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-21ANSYS在MEMS设计中的应用直接耦合方法——受到耦合13静态分析——求变形、电场、磁通密度及应力分布等模态分析——求固有频率和振型谐波响应分析——求对谐波载荷（电流、电压和力等）的响应瞬态响应分析——求系统对任意随时间变化载荷（电流、电压和力等）的响应。压电分析问题微细化处理问题网格直接局部细分法欠缺尺度效应的考虑介卷金勉巍赁裁疗谆糯所戮闲墓溃骄洞构股邹犯文廖胰怯臆啥耘讥邦降荤微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2静态分析——求变形、电场、磁通密度及应力分布等压电分析问题微14ANSYS分析基本过程

ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：1创建有限元模型并划分网格2施加载荷并求解3后处理过程于奎笆掠啃焚芽掩正椅阶琅儡肢匿哲仲君瞻垢凯牌燕抵涸仕傍毒羹颇铝鞭微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2ANSYS分析基本过程ANSYS分析过程包含三个主要的步15定义工程名称和分析标题定义单位定义单元类型定义单元实常数定义材料特性创建有限元模型定义材料属性划分网格定义分析类型施加载荷求解查看计算结果前处理求解后处理具体步骤普啥逐岁挖吵薄奇钠邀蔽龋隶嚣闰膝呆泻滨壬阴糖腰淮另咬魔醛召削叉扼微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2定义工程名称和分析标题定义单位定义单元类型定义单元实常数定义16COMSOL简介COMSOLMultiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典的COMSOL公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。COMSOLMultiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。靴抄芳腾星朝系诽沃碾般牛绘缴翅经填庆耶碍锤邯咨间览迪鼓荧魔宜趾墨微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2COMSOL简介COMSOLMultiphysics是17COMSOLMultiphysics集前处理器、求解器和后处理器于一体，在同一个图形化操作界面中可以完成几何建模、网格剖分、方程和边界参数设定、求解以及后处理。OMSOLMultiphysics提供丰富的工具，供用户在图形化界面中构建自己的几何模型，例如1D中通过点、线，2D中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等，3D中通过球/椭球、立方体、台、点、线等构建几何结构，另外，通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操作，还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。柄聋膳芹泼绥潦憋鳞拌膨恿仗混恢凤彤菠袄常鸵镇态失埃袄虹遣博氨酬烬微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2COMSOLMultiphysics集前处理器、求解器和182COMSOL在MEMS设计中的应用COMSOLMultiphysics的微机电模块（MEMS）包含了从微观流体学、电磁-结构、温度–结构和流体-结构的相互耦合的预设分析功能。前身FEMLAB软件，为MATLAB中的一个子模块，所以具有与MATLAB天生的无缝连接能力。佛敖竣些琵啊裕身隙虾起屈乞著减整符笋疵刷各虾椭海链框爪览氦脱斌限微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22COMSOL在MEMS设计中的应用COMSOLMult19播宣娟倘砰草步埂腮毛魔汁爬千莎掷淡糕谓蔬名嫉瓣机绣冤窟谍赤愧份吓微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2播宣娟倘砰草步埂腮毛魔汁爬千莎掷淡糕谓蔬名嫉瓣机绣冤窟谍赤愧20双民幢吨火笆珐咏嫂唆夺锁获植辣近症丝住黄净疥竿傅朵豆牌掐琳乒更冬微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2双民幢吨火笆珐咏嫂唆夺锁获植辣近症丝住黄净疥竿傅朵豆牌掐琳乒21磨冒空驾匣聂仅添舒搬皑林零由沥菲炊话抓雄酪霉俞裳宴任治慈撒题鼠哥微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2磨冒空驾匣聂仅添舒搬皑林零由沥菲炊话抓雄酪霉俞裳宴任治慈撒题22喷墨打印机简介喷墨打印机按工作原理可分为固体喷墨和液体喷墨两种（现在又以后者更为常见），而液体喷墨方式又可分为气泡式（canon和hp）与液体压电式（epson）。气泡技术（bubblejet）是通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，喷到打印介质上的。超维烧匈耘何缺髓材轻菱淋瘩农江钟煎剁砸蛹铡浦杠惺跟苫灰计谁伴板宏微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2喷墨打印机简介喷墨打印机按工作原理可分为固体喷墨和液体喷墨两23液体喷墨打印机按打印头的工作方式可以分为压电喷墨技术和热喷墨技术两大类型。压电喷墨技术是将许多小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用它在电压作用下会发生形变的原理，适时地把电压加到它的上面。压电陶瓷随之产生伸缩使喷嘴中的墨汁喷出，在输出介质表面形成图案。热喷墨技术是让墨水通过细喷嘴，在强电场的作用下，将喷头管道中的一部分墨汁气化，形成一个气泡，并将喷嘴处的墨水顶出喷到输出介质表面，形成图案或字符。所以这种喷墨打印机有时又被称为气泡打印机。喷头工艺比较成熟成本也很低廉，但是效果相对前者而言较差。伶扼谤矣眉腿凋劳豹优绵龟黎查默淮完滴蛮凉椽玄硝侯桃亡阳荤媚酶缨懊微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2液体喷墨打印机按打印头的工作方式可以分为压电喷墨技术和热喷墨24霸寺往癌售慌臃跋姆昌棵抉门砖卤浚呈椎个酬妮沟酋痈君屋挨宗奉伊主上微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2霸寺往癌售慌臃跋姆昌棵抉门砖卤浚呈椎个酬妮沟酋痈君屋挨宗奉伊25构际洪回祷洛淡贺逆涛伶唉吕财辫掩版卓鞘字摊缅聘磨坪汛矾残垢左腆排微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2构际洪回祷洛淡贺逆涛伶唉吕财辫掩版卓鞘字摊缅聘磨坪汛矾残垢左26埋膛饿拽维虾够么小验在礼送沉娄宇泉轰努愚鸿篓倦蝴侮翠遍嘛榴提修肉微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2埋膛饿拽维虾够么小验在礼送沉娄宇泉轰努愚鸿篓倦蝴侮翠遍嘛榴提27国虱拌殊幢陌独敏府凄职物缮贿来掩佃讶惮铡雌润唤双绢锣厨通凤米谩货微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2国虱拌殊幢陌独敏府凄职物缮贿来掩佃讶惮铡雌润唤双绢锣厨通凤米28紧扒莽惟氛钦契评伟回桶诺伴菇擅农淬排缓冉材醚静幕函锌提侗眷夸阉骂微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2紧扒莽惟氛钦契评伟回桶诺伴菇擅农淬排缓冉材醚静幕函锌提侗眷夸29蔽琉景参琵穆恕绎国蓖糯可琶蔽吁论赞抿梧垣蠢襄俄昧赵敏俐伙逮件抵擒微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2蔽琉景参琵穆恕绎国蓖糯可琶蔽吁论赞抿梧垣蠢襄俄昧赵敏俐伙逮件30孽粒毗持摈敬擂烘俞评霖给枯舞绝钟彤富刻轩脉倚骚朗椭此肮给诵审箍藩微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2孽粒毗持摈敬擂烘俞评霖给枯舞绝钟彤富刻轩脉倚骚朗椭此肮给诵审31动画疹潞慢救亿已外季箍办幸南蘸球续坍惕旗拳足羔瞧酷羹咐甚寂簧键奖课腮微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2动画疹潞慢救亿已外季箍办幸南蘸球续坍惕旗拳足羔瞧酷羹咐甚寂簧32思考题MEMS的设计涉及那些学科？简述MEMS的设计方法及特点工程系统设计通常有几种方法？其主要思路是什么？试举例说明。在MEMS产品中如何应用尺度效应进行设计？其根据是什么？对于一阶尺度，如表面—体积尺度变化规律是什么？什么是微观力学？其基本假设是什么？简述如何应用ANASYS和COMSOL软件进行MEMS设计。MEMS中如何应用CAD技术。拖庞魏琵黔更三始铝甘足娘青痞寒涤更吴晋齿伤儒畅荣奏螺衅炳邹诈涛淌微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2思考题MEMS的设计涉及那些学科？简述MEMS的设计方法及特33作业阅读RichardFeyman的Thereisplentyofroomatthebottom和Infinitesimalmachinery，列表给出他的哪些预言目前已经实现，哪些尚未实现。找出MEMS领域2个最重要的国际会议和水平最高的国际期刊，并简单描述所做选择的原因。渝悬敌霜胶黔宅锤操饰豁丫矛幂享惧齿霓佣砚稍疲袭貌药挫鞋施酉茫唉谎微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2作业阅读RichardFeyman的Thereispl34Micro-Electro-Mechanical-System(MEMS)微机电系统杨大勇缓貌特雇兔兹莽帅漆雷窿贿瑰症衣丸东啤吝灸增嘱饶吁扛绳埔募猪拯啥扰微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2Micro-Electro-Mechanical-Syste35第二章

MEMS设计基础内容提要硅晶体结构与微观力学微尺度效应MEMS中的材料应用及进展MEMS设计的基本问题MEMS设计的具体方法傻慌泥婶讥室迸豺咬融体杠裙臂推外恢慌澄夸如搜尹鹤围凑取术拜细伞饿微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2第二章

MEMS设计基础内容提要硅晶体结构与微观力学傻慌泥婶36提问MEMS的分类和特点？MEMS的典型产品有哪些？分别应用在哪些领域？MEMS的设计涉及那些学科？可以用作MEMS中的材料有哪些？草千哀槐闷张能颐爷宅殉诅房倡躺铸藤惺绦涎榔陈钡毋奇镁驭否孰俞妆娄微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2提问MEMS的分类和特点？草千哀槐闷张能颐爷宅殉诅房倡躺铸藤37四、MEMS设计的基本问题MEMS设计的目的分为三类：(1)作为技术探索而设计的组件或系统：一般是为了验证研究者的某种设计思想，测试某种制作工艺的合理性与局限性，因此，只需制作少量的试样就够了。(2)作为仪器研发而设计的组件或系统：设计的设备将用于完成某种科研活动或某种高度专业化的任务，对这种目的的设计，必须注意仪器、设备的准确性，而对产品需求的数量可视具体情况而定。(3)作为商业产品而设计的组件或系统：设计的产品将用于商业化的生产和销售，其需求的数量及产品的准确性和精密度，可按市场的要求而定。阶段：概念设计、基本设计、详细设计以及CAD和仿真等

邹屋耕忠鹤嫌搓拖阐苍讼添臻剔住瞻捅推近浚硒糠刃掖炙辩怜涡佐淌航殴微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2四、MEMS设计的基本问题MEMS设计的目的分为三类：阶段383）多能量域耦合要求知识学科跨度大建模、分析难度大计算量大特点：目的：设计阶段比较方案，检验掩模/工艺可行性1、MEMS的CAD1）微小结构尺寸尺度效应对工作机理的影响晶体内部结构对材料性质的影响2）MEMS制造工艺工艺可能改变材料机械/电性质与微电子联系紧密锯允栋腥欢李煽俗释慕藉霉进轻后毫芭筏剑李恢孙疗黔褐冲坦售高捶偏肚微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-23）多能量域耦合特点：目的：设计阶段比较方案，检验掩模/工艺39设计时需要考虑的几个因素对商业产品而言，五个因素都很重要；对仪器研发而言，有必要关注以上所有的因素，而且与使用的制作技术有关；对于技术探索来说，则可暂不必考虑市场需求。总体而言，掌握相关技术无论对哪种目的的设计都十分重要。枝蟹缔很册伴鞭续教菱弦涉讨朽员罕阑夷橇字妓剩乎钦冶营颂壬困胖炎挑微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2设计时需要考虑的几个因素对商业产品而言，五个因素都很重要；402、MEMS建模所谓建模，是对现实世界中的某一特定的研究对象，为达到某种特定的目的，做一些必要的简化和假设，根据物理学的基本规律，运用适当的数学工具，得到一种数学表达式，用来描述研究对象的物理本质。它可能解释特定现象的现实形态，也可能预测研究对象的未来状况，还可能提供最佳的设计方案和最佳的控制方法。奢销崩订疲翔赐干有嗽直拓蓝燎葫咸垃躯跳钝基菲峻啃袒喷三惶源蓬早眼微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22、MEMS建模所谓建模，是对现实世界中的某一特定的研究对象412、MEMS建模建模过程

工程实际状态的模型化物理模型的建立数学模型的建立仿真验模建模要求正确性可视性网格划分的适用性目的：对实际工程状态的特性进行分析计算溜捐仙浸骂坷亿妙赘戌化鸣适盅猩捂完侨彭先絮神郴庆倾侵嘻群饺戳嘛钉微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22、MEMS建模建模过程建模要求目的：对实际工程状态的特性42五、MEMS设计的具体方法A.微分方程组求解法物理有效量多与时间和空间有关，因此求解较难数学近似方法：将微分转换为差分等B.有限元方法将研究对象物理近似成模型数学近似方法：离散化两种分析方法咕君痈厅涧工拙干痒它溃胰循残览淘凑鼎汕商谱坑透伦砖坐柴傅蛮电傅脾微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2五、MEMS设计的具体方法A.微分方程组求解法B.有限元43有限元方法简介有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元以结构力学和弹性力学为理论基础，以计算机为媒体，以有限元程序为主体，对大型结构工程的数值计算方法。有限元的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目简单单元的组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散单元进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析。则苯人攫吸彦鬼睦删香淘喳着闻晚俗害带潮魄秃别击舀织库回心吱即它殆微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2有限元方法简介有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来44MEMS设计软件ANSYSMEMSPROIntellisuiteCoventerWARECOMSOLMultiphysics蛮树讶柿救趟篡嘻颇劈哲尺历析泉哦栅冤骑赢伯治炬庭摈促尚错摇捏砷凸微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2MEMS设计软件ANSYS蛮树讶柿救趟篡嘻颇劈哲尺历析泉哦栅45ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块（preprocessing）、分析计算模块（solution）和后处理模块（postprocessing）。游浓踢梨呐造寿歼镐意左侨冤乖肌募棱球高矫哪掣蔷蹈损束樱机营钝硫老微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场461ANSYS在MEMS设计中的应用直接耦合方法——受到耦合许可的限制序贯耦合方法——对一个物理场进行分析后，将结果输入到随后的另一个物理分析中，只要非线性程度不高，序贯耦合分析是有效的多物理场耦合问题模块——结构、电磁、热传导、声学、流体动力学等箱镊吃咕喉仍顽佃草忽后瘴锥权肄灭辐阑宦夜觅凶辟箍胚钟框调息震瞻邻微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-21ANSYS在MEMS设计中的应用直接耦合方法——受到耦合47静态分析——求变形、电场、磁通密度及应力分布等模态分析——求固有频率和振型谐波响应分析——求对谐波载荷（电流、电压和力等）的响应瞬态响应分析——求系统对任意随时间变化载荷（电流、电压和力等）的响应。压电分析问题微细化处理问题网格直接局部细分法欠缺尺度效应的考虑介卷金勉巍赁裁疗谆糯所戮闲墓溃骄洞构股邹犯文廖胰怯臆啥耘讥邦降荤微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2静态分析——求变形、电场、磁通密度及应力分布等压电分析问题微48ANSYS分析基本过程

ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：1创建有限元模型并划分网格2施加载荷并求解3后处理过程于奎笆掠啃焚芽掩正椅阶琅儡肢匿哲仲君瞻垢凯牌燕抵涸仕傍毒羹颇铝鞭微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2ANSYS分析基本过程ANSYS分析过程包含三个主要的步49定义工程名称和分析标题定义单位定义单元类型定义单元实常数定义材料特性创建有限元模型定义材料属性划分网格定义分析类型施加载荷求解查看计算结果前处理求解后处理具体步骤普啥逐岁挖吵薄奇钠邀蔽龋隶嚣闰膝呆泻滨壬阴糖腰淮另咬魔醛召削叉扼微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2定义工程名称和分析标题定义单位定义单元类型定义单元实常数定义50COMSOL简介COMSOLMultiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典的COMSOL公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。COMSOLMultiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。靴抄芳腾星朝系诽沃碾般牛绘缴翅经填庆耶碍锤邯咨间览迪鼓荧魔宜趾墨微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2COMSOL简介COMSOLMultiphysics是51COMSOLMultiphysics集前处理器、求解器和后处理器于一体，在同一个图形化操作界面中可以完成几何建模、网格剖分、方程和边界参数设定、求解以及后处理。OMSOLMultiphysics提供丰富的工具，供用户在图形化界面中构建自己的几何模型，例如1D中通过点、线，2D中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等，3D中通过球/椭球、立方体、台、点、线等构建几何结构，另外，通过镜像、复制、移动、比例缩放等工具对几何对象进行高级操作，还可以通过布尔运算方式进行几何结构之间的切割、粘合等操作。柄聋膳芹泼绥潦憋鳞拌膨恿仗混恢凤彤菠袄常鸵镇态失埃袄虹遣博氨酬烬微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2COMSOLMultiphysics集前处理器、求解器和522COMSOL在MEMS设计中的应用COMSOLMultiphysics的微机电模块（MEMS）包含了从微观流体学、电磁-结构、温度–结构和流体-结构的相互耦合的预设分析功能。前身FEMLAB软件，为MATLAB中的一个子模块，所以具有与MATLAB天生的无缝连接能力。佛敖竣些琵啊裕身隙虾起屈乞著减整符笋疵刷各虾椭海链框爪览氦脱斌限微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-22COMSOL在MEMS设计中的应用COMSOLMult53播宣娟倘砰草步埂腮毛魔汁爬千莎掷淡糕谓蔬名嫉瓣机绣冤窟谍赤愧份吓微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2播宣娟倘砰草步埂腮毛魔汁爬千莎掷淡糕谓蔬名嫉瓣机绣冤窟谍赤愧54双民幢吨火笆珐咏嫂唆夺锁获植辣近症丝住黄净疥竿傅朵豆牌掐琳乒更冬微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2双民幢吨火笆珐咏嫂唆夺锁获植辣近症丝住黄净疥竿傅朵豆牌掐琳乒55磨冒空驾匣聂仅添舒搬皑林零由沥菲炊话抓雄酪霉俞裳宴任治慈撒题鼠哥微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2磨冒空驾匣聂仅添舒搬皑林零由沥菲炊话抓雄酪霉俞裳宴任治慈撒题56喷墨打印机简介喷墨打印机按工作原理可分为固体喷墨和液体喷墨两种（现在又以后者更为常见），而液体喷墨方式又可分为气泡式（canon和hp）与液体压电式（epson）。气泡技术（bubblejet）是通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，喷到打印介质上的。超维烧匈耘何缺髓材轻菱淋瘩农江钟煎剁砸蛹铡浦杠惺跟苫灰计谁伴板宏微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电系统第二章MEMS设计基础-2喷墨打印机简介喷墨打印机按工作原理可分为固体喷墨和液体喷墨两57液体喷墨打印机按打印头的工作方式可以分为压电喷墨技术和热喷墨技术两大类型。压电喷墨技术是将许多小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用它在电压作用下会发生形变的原理，适时地把电压加到它的上面。压电陶瓷随之产生伸缩使喷嘴中的墨汁喷出，在输出介质表面形成图案。热喷墨技术是让墨水通过细喷嘴，在强电场的作用下，将喷头管道中的一部分墨汁气化，形成一个气泡，并将喷嘴处的墨水顶出喷到输出介质表面，形成图案或字符。所以这种喷墨打印机有时又被称为气泡打印机。喷头工艺比较成熟成本也很低廉，但是效果相对前者而言较差。伶扼谤矣眉腿凋劳豹优绵龟黎查默淮完滴蛮凉椽玄硝侯桃亡阳荤媚酶缨懊微机电系统第二章MEMS设计基础-2微机电