@article { author = {Mojahedi, M. and Bina, R.}, title = {Investigation of instability and vibration behavior of microbeam-gyroscope with considering distribution of proof mass}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {8}, number = {2}, pages = {93-106}, year = {2018}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2018.5525.2356}, abstract = {In this research, vibration behavior of a microgyroscope including beam structure is investigated. microgyroscope consists of a microcantilever beam and distributed proof mass that is actuated by electrostatic force. A developed model and formulation based on the distributed assumption for proof mass are presented to investigate the instability and vibration behavior of beam microgyroscope. Considering distributed assumption for proof mass, electrostatic force changes from concentrated force to distributed force and produces a moment that is effective on the mechanical behavior of the gyroscope.The equations of motion are reduced by Galerkin’s method and solved via numerical and analytical techniques. An important nondimensional parameter named as nondimensional length parameter is presented which it is the ratio of the proof mass length to beam length. Effects of the nondimensional length parameter on the static, dynamic, vibration behaviors and natural frequency of the microsyetem are investigated. Results show that by increasing the nondimensional parameter, the differences between the results of concentration and distribution hypothesizes for proof mass increase.}, keywords = {MEMS,Microgyroscopes,Pull-in instability,Nondimensional length parameter}, title_fa = {بررسی ناپایداری و رفتار ارتعاشی میکروتیرژیروسکوپی با در نظر گرفتن گستردگی جرم گواه}, abstract_fa = {در پژوهش حاضر رفتار ارتعاشی میکروتیر ژیروسکوپی با ساختار تیر بررسی می گردد. میکروژیروسکوپ دارای یک تیر یکسرگیردار و یک جرم گواه گسترده ای است که توسط میدان الکتریکی تحریک می گردد. بر مبنای گستردگی جرم گواه یک مدل و فرمولاسیون توسعه یافته برای بررسی ناپایداری و رفتار ارتعاشی میکروژیروسکوپ ارائه می گردد. با در نظر گرفتن جرم گواه به صورت گسترده، توزیع نیروهای الکترو استاتیک از حالت متمرکز به گسترده تغییر یافته و گشتاورهای ناشی از آن نیز در رفتار ژیروسکوپ تاثیر گذار خواهد بود. معادلات حاصل با کمک روش گالرکین کاهش مرتبه یافته و از طریق روش های تحلیلی و عددی حل می گردند. پارامتر بی بعد مهمی تحت عنوان پارامتر بی بعد طول، در این پژوهش معرفی می گردد. این پارامتر عبارت از طول جرم گواه گسترده نسبت به طول میکرو تیر است. اثر این پارامتر در رفتار استاتیکی، دینامیکی، ارتعاشی و فرکانس های طبیعی سیستم بررسی می شود. در طول محاسبات و نتیجه گیری مشخص خواهد شد که با افزایش این پارامتر بی-بعد، اختلاف در نتایج حاصل از فرض متمرکز به گسترده بیشتر خواهد شد.}, keywords_fa = {میکروالکترومکانیک,میکروژیروسکوپ,ناپایداری,پارامتر بی بعد طول}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1306.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1306_12b8d86ecc4b01ca396510572d39f6dd.pdf} }