挤压和滑动薄膜
流体流动,传热和大规模运输流体流动:保护动量,质量和能量挤压和滑动薄膜
最后修改:2017年2月21日
挤压和滑动薄膜导致阻尼
当通过薄的气体分离释放(或自由移动)结构时,膜阻尼通常发生在微系统中。当释放的结构移动时,流动发生在气体层中,并且所得到的能量耗散产生阻尼。
在挤压膜阻尼,释放的结构移动使其与基板之间的间隙扩展和/或收缩。当间隙合同时,气体膜被挤压在两个表面之间。在滑动膜阻尼,释放的结构平行于基板移动,导致气膜内的剪切。通常,结构的运动可以导致挤压和滑动膜阻尼的混合物,但是在实际装置中,通常是一种过程主导的情况。
通过从移动结构散发能量,膜在两个情况下导致阻尼效果。虽然膜阻尼可能是不需要的发生,但它也可以用作用于控制组件的瞬态操作的机构。
雷诺等式
雷诺等式可用于分析两个移动表面之间的气体或液体薄膜的流体动力学。该部分微分方程侧重于润滑剂压力与其对流动膜的厚度之间的关系,局部流体速度和表面的速度。雷诺等方程假定与装置的其他尺寸相比,流体膜厚度小。
加速度计设计的电影阻尼
许多MEMS加速度计测量通过薄的间隙分离与基板分离的微观结构的位移。当整个装置经历加速时,释放的微观结构移动到或远离基板。由于运动的结果,挤压气体膜,导致阻尼力。当两个表面彼此远离时,发生相反的效果。
可以通过将加速度计密封在封闭的包装中来调节气体的压力。选择气体压力以确保作用在加速度计上的阻尼接近临界阻尼。换句话说,微结构在没有振荡的情况下尽可能快地响应加速度的变化。
上图显示了在椎间盘结构下方的压力,其远离基板。
发布时间:2015年1月13日最后修改:2017年2月21日