Ütközési sokk hatásainak modellezése MEMS szenzorban
A MEMS (micro-electromechanical system, mikro-elektromechanikai rendszer) szenzorok mára mindennapjaink részét képezik, ott vannak az okostelefonjainkban, fülhallgatóinkban, okosóráinkban, de az autóink kritikus rendszereinek is fontos részét képezik. A technológia folyamatos fejlődésével a szenzorstruktúrák egyre kisebbek és érzékenyebbek lesznek, az ütközésekkel, hirtelen behatásokkal szembeni ellenállóságuk csökken. Ütközéseknek pedig számos esetben ki vannak téve a szenzorok, például autóbaleset során, illetve leeshetnek a gyártósorról vagy leejthetjük őket a mobiltelefonunkkal együtt is. A sokk szenzorházban való terjedésének helyes modellezésével lehetőség nyílik a szenzor ütésállóságának értékelésére és javítására már a tervezés korai szakaszában.
Dolgozatomban egy egyszerűsített MEMS gyorsulásmérő szenzor padlóra történő ejtését vizsgálom, az ütközés okozta sokk terjedését, illetve a szenzorstruktúrára gyakorolt hatást. A folyamatot a gyors dinamikára való tekintettel explicit végeselemes szoftverrel szimulálom. A struktúrára gyakorolt hatást erősen befolyásolja a szenzor ejtésének szöge és a padló anyaga. A sokk szenzorházon keresztüli terjedésére transzfer függvényt illesztek, amelynek a célja a minél általánosabban (különböző anyagokra és konfigurációkra) alkalmazható egyszerű modell megalkotása.
Ezentúl megvizsgálom azt is, hogy lehetséges-e a mikroszekundumok alatt lejátszódó ütközéssel egy mikrométer skálájú egyszerűsített szenzorstruktúra sajátfrekvenciáit gerjeszteni, azaz rezonancia okozhatja-e a struktúra tönkremenetelét.
szerző
-
Plavecz Lambert
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Szekrényes András
egytemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék -
-
Karap Attila
Szimulációs mérnök, Robert Bosch Kft. (külső)