Resumen

Se investiga teóricamente la inestabilidad estática de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) de tipo viga. Se consideran dos casos de ingeniería que incluyen una micro viga en voladizo y una doble viga en voladizo. Considerando el estiramiento del plano medio como la fuente de la no linealidad en el comportamiento de la viga, se utiliza un modelo de viga de Euler-Bernoulli no lineal y dependiente del tamaño, basado en una teoría de la tensión de pareja modificada, capaz de capturar el efecto del tamaño. Seleccionando un rango de parámetros geométricos como la longitud de la viga, la anchura, el grosor, los huecos y el efecto del tamaño, identificamos la tensión estática de inestabilidad de tracción. Se emplea un paquete MAPLE para resolver las ecuaciones de gobierno diferenciales no lineales y obtener la tensión de inestabilidad estática de las micro vigas. Se ha utilizado una red neuronal artificial con funciones radiales con dos funciones para modelar la inestabilidad estática de la viga microcantiléver. La red tiene cuatro entradas de longitud, anchura, hueco y la relación entre la altura y el parámetro de escala de la viga como variables de proceso independientes, y la salida es la tensión de tracción estática de la micro viga. Los datos numéricos, empleados para el entrenamiento de la red, y las capacidades del modelo han sido verificados en la predicción del comportamiento de la inestabilidad de pull-in. La salida obtenida del modelo de la red neuronal se ha comparado con los resultados numéricos, y se ha calculado la cantidad de error relativo. Basándose en este error de verificación, se muestra que la función de base radial de la red neuronal tiene un error medio del 4,55% en la predicción de la tensión de tracción de la micro viga en voladizo. Se ha investigado el análisis de la inestabilidad de la viga bajo diferentes condiciones de entrada y los resultados de la comparación de los modelos con las consideraciones numéricas muestran un buen acuerdo, lo que también demuestra la viabilidad y la eficacia del enfoque adoptado. Los resultados revelan una influencia significativa del efecto del tamaño y de los parámetros geométricos en la tensión de inestabilidad estática de los MEMS.

• Materias:Algoritmos (Matemáticas) Ingeniería del transporte Neurociencias Seguridad del transporte Ingeniería ferroviaria
• Subjects:Agorithms (Math) Transport engineering Neurosciences Transport safety Railway engineering
• Palabras claves:efectos del tamaño, inestabilidad de la tensión, estática, parámetros geométricos, relación de altura, modelo de red neuronal, tensión de los microhaces, función de base radial, influencia del tamaño, entrada de la longitud
• Keywords:size effects, instability voltage, static, geometric parameters, ratio of height, neural network model, voltage of microbeams, radial basis function, influence of size, input of length