- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Аннотация дисциплины
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины
- •Тема1. Сапр как метод проектирования.
- •Тема2. Виды обеспечения сапр.
- •Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
- •Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
- •Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
- •Тема 6. Программные пакеты сапр
- •Перечень лабораторных работ
- •Содержание рабочей программы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Введение в сапр.
- •Состав, структура и виды обеспечения сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Стратегии проектирования технологических процессов
- •Лекция №2
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- и наносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •Сапр микро- инаносистем
- •Введение в сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •3. Проектирование акселерометра
- •Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напря- жению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first reso- nant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •Литература
- •(СПбГэту)
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напряжению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first resonant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Оценка самостоятельной работы студентов
- •Темы рефератов
- •Темы курсовых проектов
Литература
Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. М.: КомпьютерПресс, 2002. 224 с.
Бреббия К., Телес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987. 348 с.
Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. М.: Мир, 1987. 542 с.
Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. 428 с.
Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). СПб.: Питер, 2004.
Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002
Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1988. 712 с.
Самарский А.А. Введение в численные методы.- М.: Наука, 1987. - 459с
Сабоннадьер Ж.–К., Кулон Ж.–Л. Метод конечных элементов и САПР: Пер. с франц. М.: Мир, 1989.– 190 с.
Шимкович Д.А. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. ДМК, 2001. 448 с.
ANSYS User Guide ver 11. 2007, http://www.ansys.com/.
Comsol Multiphysics User Guide ver 3.4. 2007, http://www.comsol.com/.
CoventorWare User Guide ver.2008. 2008, http://www.coventor.com/
IntelliSuite ver. 8.2 User Guide. 2008, http://www.intellisensesoftware.com/
Kreith F., Roop Mahajan. The MEMS Handbook Second Edition 2006.
Madou, Marc J. Fundamentals of microfabrication: the sceince of miniaturization. Second Edition. CRC Press LLC. 2002.
Niku-Lari A. Structural analysis system, (Sofware-Hardware, Capability – Compability – Aplications). Pergamon Press,vol.1-3,1986.
Pelesko, John A. Modeling MEMS and NEMS. CRC Press LLC.2003.
Pilkey W., Saczalski K.,Schaeffer H. Structural Mechanics Computer Programs, Surveys, Assessments, and avialability. – Univertsity Press of Virginia,1974.
Zienkiewicz O.C., Taylor Robert L., Taylor R.L., Finite Element Method: Volume 1, The Basis. Butterworth-Heinemann, 2000. 712 p.
Zienkiewicz O.C., Taylor Robert L., Taylor R.L., Finite Element Method: Volume 2, Sol- id Mechanics. Butterworth-Heinemann, 2000. 480 p.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
(СПбГэту)
МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
по дисциплине
«САПР МИКРО- И НАНОСИСТЕМ»
Для подготовки бакалавров по направлению– «Нанотехнология»
Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
Санкт-Петербург 2010
Проектирование акселерометра
В данном примере рассмотрены основные этапы проектирования МЭМС в среде CoventorWare на базе стандартной технологии МЭМС фирмы TRONICS.
1.1. Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
В данном упражнении мы рассмотрим создание схемы (рис.1.1) емкостного акселерометра (рис. 1.2) с помощью библиотеки Parametric Electro-Mechanical Library.
Рис.1.1. Схема емкостного акселерометра.
Рис.1.2. 3D модель емкостного акселерометра.
Первым шагом при создании любой схемы, является задание интересующих параметров (рис. 1.3). После чего они будут указаны как глобальные переменные. Это необходимо для проведения параметрического исследования характеристик устройства с целью оптимизации конструкции.
Рис 1.3. Эскиз акселерометра.