微机电浅拱在动态荷载作用下的对称性破缺、穿透和拉入不稳定性

拱形微机电系统(MEMS)已被应用于机械存储器、微型继电器、微型阀门、光学开关和数字微镜等领域。双稳定结构，如拱，以多值荷载挠度曲线为特征。本文研究了双稳态拱形MEMS在静态和动态电载荷作用下的对称性破缺、穿透不稳定性和拉入不稳定性。——打破——>与机械荷载不同，电力荷载是先验未知的拱形变形的非线性函数。采用伽辽金方法和自适应调整时间步长的时间积分方案，在规定的公差范围内计算解，数值求解了控制拱桥瞬态变形的非线性偏微分方程。对于静力问题，采用位移控制和拟弧长延拓法，得到了拱位移随荷载参数的分岔曲线。位移控制方法无法计算伪弧长延拓法得到的拱的不对称变形。对于动力学问题，发现了两种不同的快速不稳定机制。结果表明，考虑机械惯性效应和不考虑机械惯性效应时，拱在电荷载作用下的临界荷载和几何参数是不同的。建立了临界荷载参数与拱高之间的相位图划定不稳定的不同区域。我们将目前模型的结果与基于连续介质力学的方法的结果进行比较，并与文献中可用的其他模型和实验的结果进行比较。该论文已被《智能材料与结构》接受发表。我附上了一份预印本。