[发明专利]MEMS拉伸扭转疲劳特性实验装置

摘要

本发明是一种MEMS拉伸扭转疲劳特性实验装置，属于微纳米尺度材料特性基础研究领域。该装置主要组成部分有：平行板电容驱动器，平行板电容传感器，梳状电容驱动器，梳状电容传感器，接地电极，拉伸驱动电极，扭转驱动电极，拉伸检测电极，扭转检测电极。实验过程中，通过拉伸驱动电极和扭转驱动电极分别为平行板电容驱动器和梳状电容驱动器提供交流电信号，使疲劳试样同时受到交变的拉伸和扭转应力。平行板电容传感器和梳状电容传感器分别通过拉伸检测电极和扭转检测电极接直流电，可以检测疲劳试样的拉伸和扭转幅度。该微疲劳试验结构装置具有加工容易，操作简便等特点，对MEMS结构强度的研究具有很高的实用价值。

主权项

1、MEMS拉扭疲劳特性实验装置，其特征在于：疲劳试样(11)位于圆心处，疲劳试样(11)的上端面支撑有四个沿圆周方向分布的扇形悬置平板，即第一悬置平板(40)、第二悬置平板(44)、第三悬置平板(42)、第四悬置平板(301)，四个悬置平板与疲劳试样(11)为一个整体并通过疲劳试样(11)下面的底电极与接地电极(1)相连而接地；其中的三个悬置平板(40、44、42)的下面都设置有与之对应的底电极(41、45、43)构成三个平行板电容器(4、13、8)，第一平行板电容器(4)、第二平行板电容器(13)的底电极(41、45)通过拉伸驱动电极(14)接交流电，构成一对平行板电容驱动器，使疲劳试验(11)受到拉伸应力；第三平行板电容(8)的底电极(43)通过拉伸检测电极(9)与振幅检测电路相连构成平行板电容传感器，用于检测疲劳试样(11)拉伸的幅度；在第三悬置平板(42)、第四悬置平板(301)的沿半径方向的两个侧面分别设置有悬置梳齿(304、306、302、308)，四个悬置梳齿分别与四个固定梳齿(400、404、402、406)配合构成四个梳状电容(5、9、2、15)，其中，第一固定梳齿(404)、第二固定梳齿(402)通过扭转驱动电极(10)接交流电，使得第一梳状电容(2)、第二梳状电容(9)构成一对梳状电容驱动器，使疲劳试验(11)受到扭转应力；第三梳状电容(5)、第四梳状电容(15)构成一对梳状电容传感器，通过与第三固定梳齿(400)、第四固定梳齿(406)相连的扭转检测电极(6)接振幅检测电路，用于检测疲劳试验(11)的扭转程度。