مدل‌سازی میرایی در میکرومحرک های‌‌ پیچشی دو محوره با درنظر گرفتن خمش تیرهای نگهدارنده

Abstract

میکرومحرکهای پیچشی در کاربردهای متعددی از جمله سوئیچهای نوری، تصویربرداری زیست پزشکی و نورشناسی مورد استفاده قرار میگیرند. میرایی لایه هوای فشرده یکی از مکانیزمهای اتلاف انرژی در این میکرومحرکها می‌‌باشد. این میرایی، یک عامل کلیدی در تعیین عملکرد دینامیکی سیستم‌های میکروالکترومکانیکی میباشد و به همین دلیل، به طور گسترده مورد توجه محققان قرار گرفته است. هدف از این مقاله نیز، مدل‌‌سازی میرایی لایه هوای فشرده در میکرومحرک‌‌های پیچشی دو محوره با درنظر گرفتن اثر خمشی تیرهای نگهدارنده می‌‌باشد. بدین منظور ابتدا معادله رینولدز حاکم بر رفتار هوا حبس شده در زیر میکرومحرک نوشته و سپس با توجه به شرایط مسئله و صرف‌‌نظر از اثرات اینرسی هوا در مقایسه با اثرات لزجت، معادله رینولدز، ساده‌‌سازی شده است. معادله حاصل پس از بی‌‌بعدسازی، با استفاده از روش گسترش یافته‏ی کانتروویچ، حل شده و توزیع فشار هوای فشرده بدست آمدهاست. از توزیع فشار حاصله به منظور محاسبه نیرو و گشتاور میرایی لایه هوای فشرده استفاده شده است. در ادامه، تاثیر پارامترهای طراحی میکرومحرک دو محوره روی گشتاورهای میرایی بررسی شد و برای تحلیل دقیق‏تر اثر این پارامترها برروی گشتاورها و نیروی بابعد نیز مورد مطالعه قرار گرفت. از نتایج این مقاله می‌‌توان به خوبی برای مدل‌‌سازی دقیق دینامیک و کنترل میکرومحرکهای پیچشی استفاده کرد.