《MEMS-CAD》课程结业试题.doc

PAGE 平时上课出勤及表现（20%） 实验课出勤/实验结果检查/实验报告/期中测试（40%） 课程结业试题 理论/设计/总结报告 （40%） 课程最终成绩 上面表格为该课程最终成绩记入方法。 《MEMS CAD》课程结业试题 学 院： 电子与计算机科学技术学院 班级及学号： 姓 名： 本结业试题包括： 一、理论部分； 二、综合设计实验部分； 三、本课程主要内容总结报告。 理论试题部分 （40分） 综合设计实验仿真部分 （40分） 课程总结报告 （20分） 总分 实验一：高量程加速度传感器的设计与仿真 （a）正视图 （b）俯视图 图1 高量程加速度传感器结构 图2 结构截面图及参数说明 题意：上图为一高g值加速度传感器结构示意图，四端固支梁岛结构截面图如图2所示，各结构参数定义如下： 梁长； 梁宽； 梁厚； KOH腐蚀深度； KOH腐蚀形成111与100的夹角θ，； 质量块长/宽； 质量块厚H，； 质量块下表面边长s，； 梁 质量块 边框 长度 （a1） 宽度 （a2） 厚度 （h1） 顶部 长度/宽度 （a2） 底部 长度/宽度 （s） 厚度 （H） 顶部 宽度 （c1） 底部 宽度 （c2） 结构整体 长度/宽度 尺寸 （μm） 600 1050 80 1050 598 395 800 577 3850 单晶硅的材料参数 参数 （Kg/um3） EX（N*um-2） PRXY 硅 2．33*10-15 1.7*105 0.3 求解： 1）建立高g值传感器模型； （10分） 2）对模型加载边界条件全约束和150000g的加速度，然后进行ANSYS求解分析，查看结构各部分的受力状况； （10分） 3）求解六阶模态，并在word文档中保存其前六阶模态云图； --（10分） 4）采用完全法对高g值加速度传感器模型进行瞬态分析。在结构敏感方向上（Z方向）加载一个持续时间为20μs的冲击加速度，值为200000g。将载荷分为50个子步，画出其敏感质量块端部的最大位移曲线。 （10分） 实验步骤： 1.定义工作名、工作标题、过滤参数 1) 定义工作名：Utility menu File Jobname输入gaoliangchengjiasuduchuanganqi 2) 工作标题：Utility menu File Change Title输入0806024202 lixiaofeng 2.选择单元类型Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Structural Solid brick 8node45单击OK 3.设置材料属性 1) 定义材料的弹性模量EX，Main MenuPreprocessorMaterialProps Material ModelsStructuralLinearElasticIsotropic，弹性模量EX＝1.7E-7，泊松比 PRXY＝0.3 2) 定义材料的密度DENS，Main MenuPreprocessor Material Props Material Modelsdensity ，DENS =2.33E3 4.建立模型 创建关键点：Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS NPT X Y Z NPT X Y Z 1 -299E-6 299E-6 315E-6 9 -1125E-6 1125E-6 0 2 299E-6 -299E-6 315E-6 10 1125E-6 1125E-6 0 3 299E-6 -299E-6 315E-6 11 1125E-6 -1125E-6 0 4 -299E-6 299E-6 315E-6 12 -1125E-6 -1125E-6 0 5 -525E-6 -525E-6 0 13 -1348E-6 -1348E-6 315E-6 6 -525E-6 525E-6 0 14 -1348E-6 1348E-6 315E-6 7 525E-6 525E-6 0 15 1348E-6 1348E-6 315E-6 8 525E-6 -5