Geri Dön

A study on the mechanics of an electrically actuated micro cantilever beam switch

Elektriksel olarak hareket ettirilen ankastre mesnetli mikro bir kirişin mekaniği üzerine bir çalışma

  1. Tez No: 457639
  2. Yazar: MAHMUT CİHAT YILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SADETTİN ORHAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 102

Özet

Bugünlerde gelişen teknoloji ile artık RF NEMS (Radyo Frekansı Nano Elektro Mekanik Sistemler) olarak da anılmaya başlanan RF MEMS, iletişim teknolojisi için çok önemli bir yere sahiptir. Bu yüzdendir ki boyutları küçültmek, yüksek frekansa ulaşmak, hızlı anahtarlama sağlamak, düşük voltaj harcamak ve uygulama alanlarını genişletmek açısından oldukça gereklidir. Bu tez çalışmasında RF MEMS anahtarları kısaca tanıtılmış, görece küçük, metal temaslı, sinyali kendi üzerinden ileten bir RF MEMS anahtar yapısı tasarlanarak bunun mekanik parametreleri incelenmiştir. Tasarımda bir delik kullanılarak rijitliğin azaltılması hedeflenmiştir. Voltaj uygulanması sonucu tasarlanan ankastre mesnetli kiriş yapısının üzerinde oluşan yayılı yük hesaplanmıştır. Bu yayılı yükün yapacağı sehim temel mukavemet prensipleriyle elde edilmiş ve buradan hareketle üç çeşit yay sabiti hesaplanmıştır. Bu çözüm yöntemi literatürden alınan ve tasarımı benzer bir kiriş modeli üzerinde de doğrulanmıştır. Rezonans frekansı, çökme voltajı, aşağıda tutma voltajı, çökme süresi, serbest kalma süresi, temas kuvveti ve salıverme kuvveti gibi parametreler çalışılmış ve simülasyonu yapılmıştır. Salıverme kuvveti için iki farklı yaklaşım tartışılmıştır. Çözüm sonuçları ile simülasyon sonuçları birbiriyle kıyaslanarak hata oranları tartışılmıştır. Buna ilave olarak, kalıntı stresinin sehim üzerindeki etkisinden de bahsedilmiştir. Ayrıca çökme voltajı hesabı için yeni bir yaklaşım getirilmiş ve bunun akış şeması gösterilmiştir. Simülasyon ve hesaplamalarda MATLAB ve COVENTOR programları kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

RF MEMS, which is becoming RF NEMS (Radio Frequency Nano Electro Mechanical Systems) nowadays via emergent science, are very important for communication technology. Therefore, minimizing the sizes is essential to achieve higher frequency, faster switching, lower actuation voltage and to enlarge application areas. In this thesis study, RF MEMS switches are briefly introduced. A relatively smaller metal to metal contact, series RF MEMS switch is designed and its mechanical parameters are investigated. A hole is used in design to reduce the stiffness. The distributed load that occurs on the designed beam due to the applied voltage is calculated. Deflection of the beam is determined using principles of mechanics. Hence, three types of stiffness are calculated. This calculation method is verified with a similar design that is taken from literature. Resonant frequency, pull-in voltage, hold-down voltage, switching time, release time, contact force and release force are studied and simulated. For release force calculation, two different approaches are discussed. Solution results and simulation results are compared with each other and the failure ratios are discussed. In addition to this, residual stress effect on the deflection is mentioned. Also a new approach is brought for pull_in voltage calculation and its flow-chart is given. For simulation MATLAB and Coventor software are used.

Benzer Tezler

  1. Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter

    Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi

    MERVE GÜLLE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

  2. Design, analysis, simulation and optimization of a MEMS Lorentz force magnetic field sensor for biosensing of biowarfare agents

    Biyolojik savaş ajanlarının tespit uygulamaları için Lorentz kuvveti temelli manyetik alan sensörünün tasarımı, analizi, simülasyon ve optimizasyonu

    EMİNE RUMEYSA YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  3. Design, fabrication and characterization of liquid-solid microelectromechanical DC-contact switches

    Sıvı-katı mikroelektromekanik DC-kontak anahtarların tasarımı, üretimi ve ölçümü

    ENGİN ÇAĞATAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NECMİ BIYIKLI

  4. Design and simulation of magnetically actuated tunable optofluidic lenses

    Manyetik olarak kontrol edilebilen uyarlanabilir optik-akışkan lens tasarımları ve benzetimleri

    AHMET SUNA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

  5. Elektrik ile tahrik edilen hidrolik bumlu bir kaldırma aracının statik ve dinamik analizi

    Static and dynamic analyses of a hydraulic boom lift vehicle actuated electrically

    BERKAN ÇAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÇINAR EMİNE YENİ