مدلسازی اثر لایه دی الکتریک روی ناپایداری pull-in در میکروتیرهای الکترواستاتیکی به روش المان محدود

در ادوات میکروالکترومکانیکی که روش عملکرد آنها مبتنی بر نیروی الکترواستاتیک می باشد، بررسی پارامترهای ناپایداری pull-in، یکی از مهمترین قسمتهای طراحی است. این پدیده در رفتار سازه تاثیر بسزایی دارد بطوریکه در میکرومحرکها، حد ولتاژ اعمالی را محدود می کند. یکی از ادوات میکروالکترومکانیکی که همواره تحت تاثیر ناپایداری pull-in قرار دارد، میکروتیرهای الکترواستاتیکی هستند. از جمله مهمترین مولفه های تاثیرگذار بر پارامترهای ناپایداری pull-in در میکروتیرهای الکترواستاتیکی، اثر لایه دی الکتریک می باشد. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود، به بررسی اثر لایه دی الکتریک بر میزان جابجایی و ولتاژ pull-in در میکروتیرهای الکترواستاتیکی پرداخته شد. نتایج نشان از آن دارد که با افزایش ضریب لایه دی الکتریک، میزان ولتاژ pull-in افزایش پیدا می کند. همچنین با افزایش ضریب دی الکتریک، میزان جابجایی در یک ولتاژ خاص، کاهش می یابد. در انتها نتایج این پژوهش با روابط مکانیک کلاسیک حاکم بر رفتار میکروتیرهای الکترواستاتیکی، مقایسه شد و معلوم شد که تطابق خوبی بین نتایج داده های المان محدود با روابط مکانیک کلاسیک حاکم برقرار است.

Keywords:

میکروتیر , الکترواستاتیک , pull-in , دی الکتریک , مدلسازی المان محدود