بررسی تغییر شکل استاتیکی و ولتاژ ناپایداری میکرو سوئیچ های تغییردهنده فاز با استفاده از مدل غیرخطی میکروتیر و تئوری الاستیسیته غیرموضعی

با توسعه روز افزون تغییر دهنده های فاز میکرو الکترومکانیکی، بررسی تغییر شکل و ناپایداری میکروسوئیچ ها حائز اهمیت فراوانی می باشد. بر این اساس در مقاله حاضر، رفتار استاتیکی و ناپایداری پولین میکروتیر دوسرگیردار تحت تاثیر میدان الکترواستاتیکی موضعی که در طراحی و ساخت تغییر دهنده های فاز میکروالکترومکانیکی توزیع شده کاربرد دارد، بررسی می شود. با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی ناشی از شعاع انحناء برای اولین بار، معادله دیفرانسیل غیرخطی حاکم بر سیستم با استفاده از تئوری تیر اویلر- برنولی و اثرات اندازه های کوچک با بکارگیری اصل کار مجازی استخراج شده است. با استفاده از روش گالرکین و با فرض ولتاژ استاتیکی اعمال شده به ناحیه مشخصی از میکروتیر، اثر پارامترهای مختلف بر روی تغییر شکل استاتیکی و ولتاژ پولین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در نظر گرفتن اثرات غیرخطی ناشی از شعاع انحناء تاثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار مکانیکی سیستم دارد و با افزایش این پارامتر رفتار سخت شوندگی میکروسوئیچ افزایش یافته و در نتیجه آن خیز استاتیکی میکروسوئیچ نسبت به تئوری خطی کمتر می شود. همچنین، با افزایش ولتاژ اعمالی به میکروسوئیچ، کرنش های غیرخطی ایجاد شده افزایش یافته و اثرات غیرخطی ناشی شعاع انحناء قابل ملاحظه خواهد بود. به عنوان مثال با افزایش پارامتر بی بعد سفتی خمشی از مقدار ۰ به ۱۰، حداکثر خیز میکروسوئیچ به ازای ولتاژهای ۲V, ۱V و ۳V به ترتیب در حدود ۷.۷%، ۳۵.۸% و ۴۸.۶% کاهش می یابد.

بررسی تغییر شکل استاتیکی و ولتاژ ناپایداری میکرو سوئیچ های تغییردهنده فاز با استفاده از مدل غیرخطی میکروتیر و تئوری الاستیسیته غیرموضعی Keywords:

Phase Shifter Micro-Switches , Local Electrostatic Loads , Curvature Nonlinearity , Static Deflection , میکروسوئیچ شیف دهنده فاز , میدان الکترواستاتیک موضعی , غیرخطی شعاع انحناء , خیز استاتیکی