ВУЗ:
Составители:
ВВЕДЕНИЕ
C середины 80-х годов прошлого века одним из наиболее динамично
развивающихся научно-технических направлений является микросистемная
техника (МСТ), возникшая на стыке электроники, механики и оптики,
включающаяся в себя сверхминиатюрные механизмы, приборы, машины с
ранее недостижимыми массогабаритами, энергетическими показателями и
функциональными параметрами, создаваемые интегрально-групповыми
экономически эффективными процессами микро- и нанотехнологий.
Микроэлектромеханическими системами (МЭМС), называют устройства
с интегрированными в объеме или на поверхности твердого тела
электронными и микромеханическими структурами. Статическая или
динамическая совокупность этих структур обеспечивает реализацию
процессов генерации, преобразования, передачи энергии и механического
движения в интеграции с процессами восприятия, обработки, передачи и
хранения информации. Интеграция МЭМС с оптическими компонентами
позволило выделить отдельный класс компонентов микросистем, названный
микрооптикоэлектромеханическими системами (МОЭМС).
Для расчета данных микросистем используются дифференциальные
уравнения в частных производных с дополнительными уравнениями,
выражающими граничные и начальные условия. Нахождение точного
аналитического решения, к сожалению, возможно лишь для весьма
ограниченного круга одномерных задач при использовании целого ряда
допущений. Для решения уравнений математической физики в случае
нескольких измерений используют численные методы, позволяющие
преобразовать дифференциальные уравнения или их системы в системы
алгебраических уравнений. Точность решения определяется шагом
координатной сетки, количеством итераций и разрядной сеткой компьютера.
В учебном пособии рассмотрен маршрут решения связанной задачи на
примере электростатического анализа электромеханического
микропреобразователя.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ ANSYS
Программный комплекс ANSYS представляет собой многоцелевой пакет
для решения сложных проблем физики и механики, предназначенный для
расчета задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ),
температурных задач, задач механики жидкости и газа, а также расчета
электромагнитных полей. Кроме того, комплекс обладает возможностью
расчета связанных задач, в которых результаты расчета для одной среды
