Stochastic dynamic behavior of electrostatically actuated clamped-clamped microbeams with consideration of thermal field

برهمکنش محیطی و ارتعاش ساختار می تواند منجر به تغییر زمینه حرارتی شود که ممکن است اثرات خاصی بر فرکانس ذاتی و مکانیزم تخلیه برای رزوناتورهای مکانیکی در مقیاس کوچک داشته باشد. این مقاله به طور نظری به بررسی رفتار دینامیکی استاتیک و تصادفی از میکروب های فعال الکترواستاتیک از طریق یک مدل کم بعدی می پردازد. با توجه به استحکام حرارتی و استحکام باقی مانده حرارتی، یک مدل آزادی تک تک بهبود یافته برای توصیف رزوناتورهای مبتنی بر میکروب با استفاده از اصل همیلتون و گالکرین بدست می آید. از طریق تجزیه و تحلیل رفتار استاتیک، تاثیر میدان دما و میدان الکتریکی بر فرکانس طبیعی و سقوط حرارتی سیستم از لحاظ نظری حاصل می شود. نتایج نشان می دهد که اختلال دمای محیط می تواند بطور قابل توجهی فرکانس و ضریب کیفیت سیستم را تغییر دهد. به شرح زیر پارامتر تحریک پذیری فرکانس تصادفی برای توصیف اختلال دمای محیط معرفی شده است. روش تقریبی کارآمد برای بررسی کیفی رفتار دینامیکی غیرخطی تحت اختلالات کوچک پارامتر تصادفی پیشنهاد شده است. یافته شده است که اتفاقی از دمای محیط باعث کاهش رفتار غیرخطی شده و احتمال ارتعاش دامنه وسیع را کاهش می دهد. به طور معمول، اختلال دما در محیط، فرکانس تشدید سیستم را کاهش می دهد. در نهایت، روش عددی برای تأیید اعتبار روش نظری ارائه شده است، اما به صورت کمی تاثیرات قدرت نویز و میزان همبستگی را بر رفتار پویای غیرخطی می دهد. کار حاضر چارچوب نظری را برای تجزیه و تحلیل تأثیرات اختلال میدان دما بر پاسخ سیستم غیر خطی فراهم می کند.