حل تحلیلی برای تعیین ولتاژ ناپایداری کشیدگی، در میکرو ورق دایروی تحریک شده ی الکتریکی در حالت های یک طرفه و دوطرفه

پدیده ی «کشیدگی» یک حالت بحرانی است که در بسیاری از وسایل میکروالکترومکانیک مانند حسگرها، عملگرها و سوئیچ های میکروالکترونیک اتفاق می افتد. تعیین ولتاژی که این پدیده در آن رخ می دهد ظرفیت و محدوده ی بهره برداری این گونه وسایل را مشخص می کند. در تحقیقات گذشته، با استفاده از روش های شبیه سازی جرم فشرده، گسسته سازی سیستم و نیز تحلیل های آزمایشگاهی، برای تعیین ولتاژ کشیدگی میکروورق دایروی کارهایی انجام شده است. در این مقاله، ابتدا معادله ی ولتاژ جابه جایی عرضی یک میکروورق گیردار دایروی در حالت های یک صفحه پشتیبان و دوصفحه پشتیبان، و براساس نظریه ی غیرخطی ون کارمن و نظریه ی کلاسیک ورق به دست آمده است. سپس روابط تحلیلی برای ولتاژ کشیدگی استاتیکی که باعث ناپایداری و خرابی سیستم می شود استخراج شده است. ولتاژ کشیدگی به دست آمده از این روابط ۱٫۳ برابر ولتاژ کشیدگی حاصل از کاربرد روش گسسته سازی و شبیه سازی جرم فشرده است. به منظور صحه گذاری نتایج به دست آمده، شبیه سازی اجزاء محدود برای حالت یک صفحه پشتیبان، با استفاده از نرم افزار A N S Y S انجام شده که نشان می دهد انطباق بسیار خوبی با نتایج روابط تحلیلی دارند. همچنین مقایسه ی حل تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی تحقیقات پیشین مشخص می سازد که تفاوت ها ناچیز و قابل چشم پوشی است. در انتها اثرات پارامترهای هندسی بر ولتاژ کشیدگی بررسی شده است.