【摘 要】
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作为微电子技术的重要分支,MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术是一门新兴的技术,它将微电子技术和精密机械加工技术融合在一起,实现了微电子与机械的一体化。近年来,微
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作为微电子技术的重要分支,MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术是一门新兴的技术,它将微电子技术和精密机械加工技术融合在一起,实现了微电子与机械的一体化。近年来,微传感器、微执行器和微电子机械部件得到了深入的研究。本文主要就是研究一种MEMS器件——多层弯曲磁芯结构的磁驱动微执行器并对其进行模拟分析。 本文综述了MEMS技术的内容、特点、应用和国内外发展情况。介绍了微执行器的驱动形式及各自特点、磁驱动微执行器工作原理和几种具体结构的磁微执行器及其应用。以多层弯曲磁芯结构磁驱动微执行器为研究对象,采用了基于能量的分析方法对其进行了宏观与微观分析,给出了相应的解析公式和设计标准,并进行了分析与讨论。建立了基于磁路定律的间隙磁阻宏模型。在MEMS器件设计中,综合各基本器件的精确分析结果,才能保证设计的合理性与准确性,这就需要建立器件的解析模型,并能够对其进行精确的数值分析与计算。文中介绍了有限元分析方法的基本理论及在电磁领域的应用,根据这些理论建立了多层弯曲磁芯结构微执行器的二维有限元模型。应用有限元分析软件ANSYS对模型进行了模拟与数值计算,给出了模拟过程和计算结果。模型很好地模拟了磁微执行器的磁场分布、磁通量密度和悬臂梁受力。将模拟结果与解析模型计算结果进行比较表明,所建二维模型较好地反映了磁驱动微执行器的工作状态,这对于器件的设计制造与应用过程中的材料选择和执行效果的实现具有重要的价值和意义。
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