微机电系统瞬态变形中的拉入和通断不稳定性

本文分析了悬挂在扁平刚性半无限完美导体上的完美导电无阻尼夹紧梁、夹紧抛物线拱和夹紧钟形拱的瞬态有限电弹动力变形。本文研究了梁的拉入失稳以及两电极间的时变电位差引起的两拱的拉入失稳和通断失稳。电位差要么突然施加，要么随时间线性增加。由于瞬态电场力的时间尺度与机械力的时间尺度相比非常小，因此仅考虑机械变形中的惯性效应。材料和几何非线性的影响都纳入了问题的制定和解决方案;然而，由于结构与周围介质相互作用的阻尼被忽略了。采用有限元法对力学变形的耦合非线性偏微分方程进行数值求解，采用边界元法对电问题的耦合非线性偏微分方程进行求解。由两个电极之间的电位差引起的库仑压力是电压的非线性函数先天的他们之间的距离未知。计算了引起梁拉入失稳的电位差和引起拱拉入失稳的弹跳的电位差。尽可能将这些结果与文献中现有的结果进行比较。随着施加电位差速率的减小，拉入和通断参数接近于静态问题的参数。此外，对于两个电极之间的电位差的大速率增加，在一个弓的卡通不稳定被抑制，只有拉入不稳定发生。

http://www.iop.org/EJ/abstract/0960-1317/19/3/035008/

http://dx.doi.org/10.1088/0960-1317/19/3/035008