MEMS镍平面弹簧非线性力学性能仿真及研究

工程应用中,平面微弹簧存在弹性系数的非线性现象且难以被忽略,弹簧结构的几何非线性是引起这种现象的主要原因。针对特定形状的弹簧运用Ansys软件进行了非线性有限元静力学仿真,计算出弹簧弹性力F与弹性形变x之间的对应关系,并与采用MEMS微细加工技术制得弹簧样品实测实验结果比较,相对误差低于3.2%,验证了分析模型的可靠性。而后设计了5种不同平面形状的微弹簧,仿真计算它们的力学性能曲线,以及改变弹簧臂宽度厚度后的力学性能曲线,分别进行比较以讨论影响非线性的主要因素,为弹簧的设计工作提供参考依据。