MEMS平面W型弹簧变形特性研究

平面W型弹簧是一种典型的MEMS(micro-electro-mechanical system,MEMS)器件,目前主要是利用线弹性力学理论研究其弹性系数,而缺少对其弹塑性变形特性的研究。根据弹塑性力学理论,建立了W型平面弹簧的弹塑性分析模型,利用Ansys软件对其变形特性进行了仿真研究,得到了微弹簧在弹性变形条件下的最大拉力、弹性系数和弹性位移范围,并对镍基W型弹簧开展了拉伸实验,实验结果与仿真结果的误差在8%以内,验证了仿真结果的正确性。此外还对W型弹簧的结构参数对其变形特性的影响进行了研究,得到了微弹簧的最大弹性拉力、弹性系数和最大弹性位移量与弹簧线宽、厚度和半夹角等结构参数的关系,为合理设计W型弹簧的结构提供了依据。