Air viscous damping effects in vibrating microbeams
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, the effect of air viscous damping in the out-of-plane motion of vibrating microbeams is modeled analytically and compared with experimental results. This analysis results in a closed-form expression that can be used to accurately predict the dynamic response of microbeams used in MEMS devices such as vibration and pressure sensors, microswitches, and micromechanical resonators. First, the squeeze-film damping for a solid and straight vibrating cantilever beam, caused by the force in the narrow gap, is analyzed using the well-known Reynolds' equation under the conditions of small amplitude oscillations in an incompressible isothermal squeeze-film. The expression is then modified to include the effects of the initial curled-shape of the microbeams due to fabrication and inherent film stress gradients. Next, the airflow damping, caused by the air surrounding the cantilever beam, is determined by solving the modified form of the Navier-Stokes equation using the bead model, which is based on the oscillation of a string of spheres (beads). The closed-form solution is compared against experimental data gathered during the dynamic characterization of micro cantilever beams with different widths and air gaps. By comparing the measured results to those generated by analytical models, we demonstrate that the damping coefficient match to within 10%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».