Effect of Frequency-Dependent Behavior of a Gap-Filler Dielectric Elastomer on Nonlinear Dynamics of Capacitive MEMS
محل انتشار: ماهنامه بین المللی مهندسی، دوره: 39، شماره: 1
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 136
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJE-39-1_007
تاریخ نمایه سازی: 11 خرداد 1404
چکیده مقاله:
This study explores the use of high-κ soft materials as gap-fillers in capacitive MEMS, focusing on the impact of frequency-dependent dielectric constants on system performance. A circular capacitive microplate with a porous dielectric elastomer, whose dielectric constant follows the Havriliak-Negami relation, is analyzed. The elastomer's Young's modulus varies with displacement due to displacement-dependent porosity, introducing additional nonlinearities. The nonlinear frequency response of the system is subsequently analyzed using a continuation-based extended energy balance method with an arc-length constraint, which predicts all harmonic components, including primary and secondary resonances, as well as isolas. The results of this study demonstrate that incorporating the frequency-dependent dielectric constant alters the frequency response by increasing the fundamental frequency and reducing vibration amplitudes compared to models assuming constant or relaxed permittivity. Furthermore, the study underscores that the system's nonlinear behavior can transition from softening to hardening when the frequency-dependent dielectric constant is taken into account, underscoring the importance of accurate modeling of dielectric behavior for the prediction of MEMS performance.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
M. Fathalilou
Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
G. Rezazadeh
Center for Materials Technologies, Skolkovo Institute of Science and Technology, Moscow, Russia
M. Jalilpour
Material Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran
M. Ghanbari
Mechanical Engineering Department, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :