MEMS若干动力学问题研究

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1、Vol.(V)1stpair2ndpair3rdpairMinMaxMinMaxMinMax1000.050.05560.11390.12660.13460.14962000.10.11110.22780.25320.26910.29913000.150.16670.34180.37990.40370.44874000.20.22220.45560.50640.53820.5982接触应力接触应变4.3微转子-固定轴承接触问题研究(Ⅱ)振动、冲击、噪声国家重点实验室4.3微转子-固定轴承接触问题研究(Ⅲ)微尺度效应的影响

2、接触压力接触应力接触应变Captions:L---Scalefactor;C---Constant;有限元模型Rotor-to-bearing-hubFEmodel振动、冲击、噪声国家重点实验室4.3微转子-固定轴承接触问题研究(Ⅳ)接触压力、应力与应变(a)(a)(b)(c)(b)(c)Notes:(a)---VonMisesstress(b)---VonMisesstrain(c)---contactpressureAppliedvoltageU=100V振动、冲击、噪声国家重点实验室4.3微转子-固定轴承接触问题研

3、究(Ⅴ)摩擦系数的影响最大VonMises应力最大接触压力振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅰ)动力学模型碰摩力分析微转子模型碰摩力模型振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅱ)摩擦机理分析DryfrictionmechanismAdhesionDeformationElasticPlasticRoughsurfaceMultipleasperitiesSingleasperityNumericalFractalStatistical振动、冲击、噪声国家重点实验

4、室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅲ)摩擦模型库仑摩擦模型微尺度分形摩擦模型振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅳ)运动学方程碰摩状态无碰摩状态振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅴ)无碰摩状态稳定性与分岔行为Routh-Hurwitz判据特征方程碰摩状态分岔条件特征方程振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅵ)稳定性与分岔行为分析阻尼-频率比摩擦系数-频率比定转子间隙-频率比振动、冲击、噪声国家重点实验室注:(1)稳定区；(2)

5、不稳定区；(3)不稳定区，但解是稳定的振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅶ)非线性动力学行为转速的影响4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅷ)偏心量的影响微尺度分形摩擦模型库仑摩擦模型振动、冲击、噪声国家重点实验室振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅷ)阻尼系数的影响4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅷ)分形尺度的影响(a)D=1.2;(b)D=1.6振动、冲击、噪声国家重点实验室4.4微转子系统碰摩动力学特性分析(Ⅷ)尺度长度的影响振动、冲击、噪声国家重点

6、实验室4.5微转子系统动力润滑特性研究阶梯滑行轴承润滑特性分析径向气体轴承润滑特性分析振动、冲击、噪声国家重点实验室A.阶梯滑行轴承润滑特性分析(Ⅰ)ForKn<0.001,thecontinuumhypothesisisappropriateandtheflowcanbeanalyzedusingtheNavier-StokesequationsFor0.001

7、tionoftheNavier-StokesequationsbeginstobreakdownForKn>10,thecontinuumapproachbreaksdowncompletelyandtheregimecanbedescribedasbeingafreemolecularflow振动、冲击、噪声国家重点实验室A.阶梯滑行轴承润滑特性分析(Ⅱ)阶梯型轴衬示意图静电微电机横截面示意图阶梯滑行轴承模型振动、冲击、噪声国家重点实验室连续流区Reynolds方程高阶滑流速度边界条件滑流速度修正的Reynolds方程

8、A.阶梯滑行轴承润滑特性分析(Ⅲ)修正的Reynolds方程振动、冲击、噪声国家重点实验室Non-dimensionalflowrateversustheinverseKnudsennumberA.阶梯滑行轴承润滑特性分析(Ⅳ)Non-dimensionalflowrateversustheinverseKnudse