BibTex RIS Kaynak Göster

Modeling and Simulation with Finite Element Analysis of Ferroelectric MEMS gyroscopes

Yıl 2012, Cilt: 15 Sayı: 1, 15 - 22, 17.08.2012

Zafer Özer Faruk Karadağ Muharrem Karaaslan Saban Yılmaz

Öz

ABSTRACT: This paper presents the design, modeling and analysis of ferroelectric material based MEMs with finite element method. Microelectromechanical systems (MEMS) (also written as micro-electro-mechanical, MicroElectroMechanical or microelectronic and microelectromechanical systems) is the technology of very small mechanical devices driven by electricity. MEMS structures can be driven by thermal, electrostatic, magnetic, optical and pneumatic drivers. Detection process is usually is made via optical and electronic signals. In this study, modal and harmonic analysis of MEMS gyroscopes composed of ferroelectric materials is realized by Finite Element Analysis, and then their results are compared. Finite element analysis of solid gyroscopes made up of PZT-5J and PZT-5H materials were modeled and simulated. Modal and harmonic analysis were performed for two different models. As a result of the analysis, model 2 of solid gyroscopes made up ​​of PZT-5H more sensitive than the angular velocities were observed.

Anahtar Kelimeler

Finete Element Analysis MEMS Ferroelectric compounds.

Kaynakça

  • [1]. Burg A. Mems Gyroscopes And Their Applications
  • [2]. Katz A. Residential Piezoelectric Energy Sources
  • [3]. Li D.H., Zheng X.J., Wu B., Zhou Y.C. Fracture analysis of a surface through-thickness crack in PZT thin film under a continuous laser irradiation. Engineering Fracture Mechanics 76 (2009) 525–532
  • [4]. Lu Y., Zhang W., Wu X. Design and analysis of novel solid biaxial micro-gyroscope with special mode excitation
  • [5]. Maenaka K, Kohara H (2006) Novel Solid MicroGyroscope. In: Proceedings of micro electro mechanical systems workshop (MEMS 2006, Istanbul, Turkey January 2006), pp 634–637
  • [6]. Malgaca L., KARAGÜLLE H. Piezoelektrik Kumanda Elemanı ve Algılayıcı İçeren Esnek Bir Kirişin Aktif Titreşim Kontrolünün Simülasyonu
  • [7]. http://ansys.net/tips/Week13_TNT_Conversion_of_ Piezoelectric_Material_Data.pdf
  • [8]. www.efunda .com
  • [9]. http://tr.wikipedia.org/wiki/Mikro_elektro-mekanik_ sistemler 17.01.2012

Ferroelektrik Mems Jiroskopun Sonlu Elemanlar Analizi İle Modellenmesi Ve

Yıl 2012, Cilt: 15 Sayı: 1, 15 - 22, 17.08.2012

Zafer Özer Faruk Karadağ Muharrem Karaaslan Saban Yılmaz

Öz

Bu çalışmada sonlu elamanlar analizi (metodu kullanılarak) ile ferroelektrik (PZT) malzemeden yapılmış mikro-elektromekanik sistemlerin (MEMS) tasarımı, modellenmesi ve analizi yapılmıştır. Mikroelektro-mekanik sistemler (MEMS) günümüzde var olan mekanik ve elektrik sistemlerin entegre ve minyatürize versiyonları olup mikron boyutlarında olan sistemlerdir. MEMS yapıları termal, elektrostatik, manyetik, pnömatik ve optik olarak tahrik edilebilir. Algılama işlemi ise genellikle optik ve elektronik sinyaller vasıtası ile yapılır. Bu çalışmada, Sonlu Elemanlar Analizi ( metodu kullanılarak) ferroelektrik malzemelerden yapılan MEMS jiroskopun, modal ve harmonik analizleri yapılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizi ile PZT-5J ve PZT-5H malzemelerinden yapılan solid jiroskopun modellenmesi ve simulasyonu yapılmıştır. İki farklı modelin modal ve harmonik analizleri yapılmıştır (incelenmiştir). Yapılan analiz sonucunda PZT-5H den yapılan model 2 deki solid jiroskopun açısal hızlara karşı daha hassas ölçüm yaptığı gözlemlenmiştir

Anahtar Kelimeler

Sonlu Elemanlar Analizi MEMS Ferroelektrik malzeme

Kaynakça

  • [1]. Burg A. Mems Gyroscopes And Their Applications
  • [2]. Katz A. Residential Piezoelectric Energy Sources
  • [3]. Li D.H., Zheng X.J., Wu B., Zhou Y.C. Fracture analysis of a surface through-thickness crack in PZT thin film under a continuous laser irradiation. Engineering Fracture Mechanics 76 (2009) 525–532
  • [4]. Lu Y., Zhang W., Wu X. Design and analysis of novel solid biaxial micro-gyroscope with special mode excitation
  • [5]. Maenaka K, Kohara H (2006) Novel Solid MicroGyroscope. In: Proceedings of micro electro mechanical systems workshop (MEMS 2006, Istanbul, Turkey January 2006), pp 634–637
  • [6]. Malgaca L., KARAGÜLLE H. Piezoelektrik Kumanda Elemanı ve Algılayıcı İçeren Esnek Bir Kirişin Aktif Titreşim Kontrolünün Simülasyonu
  • [7]. http://ansys.net/tips/Week13_TNT_Conversion_of_ Piezoelectric_Material_Data.pdf
  • [8]. www.efunda .com
  • [9]. http://tr.wikipedia.org/wiki/Mikro_elektro-mekanik_ sistemler 17.01.2012
Toplam 9 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil İngilizce
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Zafer Özer

Faruk Karadağ

Muharrem Karaaslan

Saban Yılmaz

Yayımlanma Tarihi 17 Ağustos 2012
Gönderilme Tarihi 22 Şubat 2012
Yayımlandığı Sayı Yıl 2012Cilt: 15 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Özer, Z., Karadağ, F., Karaaslan, M., Yılmaz, S. (2012). Modeling and Simulation with Finite Element Analysis of Ferroelectric MEMS gyroscopes. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(1), 15-22. https://doi.org/10.17780/ksujes.64554