마이크로 정전 액추에이터의 FEA 시뮬레이션 = FEA Simulation of Micro Electrostatic Actuator
저자
발행사항
수원 : 경기대학교 대학원, 2002
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경기대학교 대학원 : 기계공학과 2002. 8
발행연도
2002
작성언어
한국어
주제어
KDC
551.15 판사항(4)
발행국(도시)
경기도
형태사항
vii, 59 p. : 삽도 ; 26 cm
소장기관
반도체 제조기술을 이용하여 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 즉, 초소형 기계부품의 설계, 제조 기술이 미래 첨단기술로 부각되어 기계공학의 새로운 분야로 정착을 해 가고 있다. 마이크로머신 시스템에서 중추적인 역할을 하는 정전 액추에이터의 해석은 복합현상을 다루어야 하는 어려움 때문에 아직까지는 주로 2차원적으로 해석하고 있다. 3차원적인 수치 및 실험평가는 실용적인 문제의 중요성에 비추어 볼 때 별로 발표된 바 없고, 일상적인 설계에 적용시킬 수 있는 수준에 이르지 못하였다. 따라서 본 논문에서는 마이크로 액추에이터의 설계를 위한 초기단계로, 센서로서의 역할을 하는 정전 액추에이터에 대한 3차원 유한요소해석(FEA)을 통한 시뮬레이션을 수행하였다. 특히, 변형해석과 정전장해석을 통하여 액추에이터의 회전각과 구동에 필요한 전압을 유추하여 미세 회전운동을 분석하였다.
더보기Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to 10^(3) micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena.
This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro electrostatic actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this thesis, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results.
The starting torque is proportional to V^(2), and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three-dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro motor has to be considered electrical leakage phenomenon.
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