ALGOR MEMS微机电系统仿真

NASA

　　微机电系统(MEMS)是一种尺寸细小如盐粒或针眼的微机构，将机械元件、传感器、激励器和电子器件集成在一块硅基片上。ALGOR提供的MEMES解决方案将静电分析和应力分析结合在一起，而且可以对MEMS装置的封装、保护和接口元器件进行设计和优化。ALGOR完善而方便的有限元建模、结果评价与显示的用户界面FEMPRO为MEMS分析提供了完整的解决方案。

　　建模

　　上图为采用MES对一个MEMS压电微泵进行分析后得到的最大应力分布云图，该微泵应用于生物医学领域，如用于把微量、精确的药剂输入糖尿病患者或化疗患者的体内。

　　Siwave公司的工程师们采用MES对MEMS光学开关施加冲击载荷，计算应力和位移随时间的变化情况。右上角的图片为该器件的显微照片，右下角为其真实尺寸和一美分硬币的比较图。

　　在MEMS放射状梳齿马达上施加电压，采用ALGOR的静电分析功能计算由此产生的静电力。

　　■ 机构向导KinePak可以定义连接机构并且可以动态地考察各种基本机构的运动如四杆机构、触发器、滑块/曲柄，1、2、3类控制杆以及三角架

　　■ 其它建模功能请参阅FEMPRO产品介绍

　　分析功能

　　MEMS的分析功能包括：

　　■ 静电分析功能可以计算表面电荷产生的力

　　■ 静电流和电压

　　■ 静电场强度和电压

　　■ 线性动力学分析

　　■ 考虑线性和非线性材料的静力分析功能，并可以预测静电力驱动的机电效应

　　■ 考虑线性和非线性材料的刚、柔体机械运动仿真(MES)，并可以预测静电力驱动的机电效应

　　■ 应用于机械运动仿真(MES)和静力分析的压电材料模式

　　材料模型

　　■ 弹性

　　■ 塑性

　　■ 变切

　　■ 曲线描述

　　■ 具有截断拉力的曲线描述

　　■ Drucker-Prager

　　■ 等向强化的Von Mises

　　■ 随动强化的Von Mises

　　■ 等向强化的Von Mises曲线

　　■ 随动强化的Von Mises曲线

　　■ 温度相关的正交各向异性

　　■ 热弹性

　　■ 热塑性

　　■ 粘弹性

　　■ 粘塑性

　　■ Mooney-Rivlin

　　■ 多系数(5常数)Mooney-Rivlin

　　■ 多系数(9常数)Mooney-Rivlin

　　■ Ogden

　　■ 线弹性各向同性

　　■ 线弹性正交各向异性

　　■ 线性温度相关各向同性

　　■ 线性温度相关正交各向异性

　　■ 压电材料

　　■ 通用压电材料

　　■ 静电各向同性

　　单元库

　　■ 二维和三维运动单元

　　■ 二维和三维流体动力单元

　　■ 通用接触单元

　　■ 接触单元

　　■ 耦合单元

　　■ 阻尼器单元

　　■ 平动和转动激励器单元

　　■ 滑块单元

　　■ 管单元

　　■ 弹簧单元

　　■ 二维单元

　　■ 三维桁架单元

　　■ 三维梁单元

　　■ 三维膜单元

　　■ 三维膜平面应力单元

　　■ 三维板单元

　　■ 三维壳单元

　　■ 三维六面体单元

　　■ 三维四面体单元

　　■ 间隙单元

　　■ 索单元

　　■ 刚性单元

　　■ 静电二维单元

　　■ 静电三维六面体单元

　　■ 静电三维四面体单元

　　载荷与约束

　　■ 初始速度和转动

　　■ 碰撞面

　　■ 点对面接触

　　■ 面对面接触

　　■ 静、动摩擦

　　■ 时间相关载荷曲线

　　■ 多载荷曲线

　　■ 节点力、追随力、表面力和边线力

　　■ 力矩

　　■ 节点和表面温度

　　■ 节点和表面电压

　　■ 节点、表面和边线指定位移和转动

　　■ 压力和张力

　　■ 可变面载荷

　　■ 追随压力

　　■ 静水压力

　　■ 分布载荷

　　■ 重力和离心力

　　■ 节点、表面和边线的全局和局部坐标约束

　　■ 节点、表面和边线变刚度局部坐标约束

　　■ 端部释放

　　■ 集中质量

　　■ 质量惯性矩

　　■ 位移-周期谱

　　■ 加速度-周期谱

　　■ G-周期谱

　　■ 加速度功率谱密度

　　■ G功率谱密度

　　■ 地面或基础运动

　　■ 加速度和力的激励频率

　　■ 给定电压

　　■ 电流和电荷密度

　　结果评价与显示

　　■ 结果评价与显示功能请参阅FEMPRO产品介绍

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