微機械折疊樑梳狀共振式開關非線性動態碰撞模型

蔡淳樸 ； 杜文睿 ； 李尉彰

《微系統暨奈米科技協會會刊》 40期 (2018/12) Pp. 32-36

摘要

本篇論文主要目的在建立微折疊樑梳狀共振式開關的單自由度非線性碰撞模型，包括探討機械與靜電的非線性效應所造成之彈簧軟化及硬化，以及利用杜芬方程式（Duffing Equation）與恢復係數（Coefficient of Restitution）來描述此共振開關的非線性動態行為。此非線性碰撞模型利用恢復係數來描述碰撞時之能量傳遞與損失，並利用具高階非線性杜芬項之運動方程式，描述結構於大位移下之彈簧軟化與硬化現象，藉此探討結構組成與操作條件所造成之響應狀況。此非線性碰撞模型利用MATLAB&SIMULINK套裝軟體，計算時間領域與頻率領域或之動態響應數值解。結果顯示，此一數值方法之共振式開關非線性碰撞模型可預測其時間領域與頻率領域之動態響應，並相較於先前文獻之線性彈簧與碰撞線性彈簧係數，更完整地顯示其運動響應，其將有助於微機械共振式開關在時脈產生器與射頻接受器開發。