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J-GLOBAL ID：201702235024361706   整理番号：17A0443198

多結晶シリコンMEMS構造の確率論的破壊に対する第一通過に基づくモデル【Powered by NICT】

A first passage based model for probabilistic fracture of polycrystalline silicon MEMS structures

著者 (2件)： Xu Zhifeng (Department of Civil, Environmental, and Geo- Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota) ,  Le Jia-Liang (Department of Civil, Environmental, and Geo- Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota)
資料名： Journal of the Mechanics and Physics of Solids  (Journal of the Mechanics and Physics of Solids)
巻： 99  ページ： 225-241  発行年： 2017年 
JST資料番号： C0320A  ISSN： 0022-5096  CODEN： JMPSA8  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 実験は,マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)デバイスの破壊荷重は通常変動のかなりのレベル,ランダム材料強度,幾何構造誘起ランダム応力場によって引き起こされると考えられているを示すことを示した。MEMSデバイスの強度統計は許容故障リスクに対する保護素子設計のための非常に重要である。本研究では,第一通過解析の枠内での多結晶シリコン(ポリSi)MEMS構造のための連続体ベースの確率モデルを開発した。ポリシリコンMEMS構造の破壊は非局所破壊基準により支配される側壁からの破壊発生によって引き起こされると考えられている。モデルは材料の引張強度の自己相関ランダム場を考慮に入れた。非局所ランダム応力場は側壁形状の不確実性の情報に基づく確率的有限要素シミュレーションにより得られた。モデルは,さまざまな形状のMEMS構造のための定常および非定常確率過程の文脈内および異なる負荷形態下で定式化した。モデルは,異なるゲージ長さの一軸引張ポリSi MEMS試験片の実験的に測定した強度分布と良く一致することを示した。モデルは,三点曲げを受けるpoly-Si MEMSビームの強度分布を予測するために使用し,結果をモンテカルロシミュレーションと比較した。本モデルは強度分布と平均構造強度の両方に強いサイズ効果を予測した。平均サイズ効果曲線は小,中,大規模領域における三べき乗則漸近線から構成されていることを示した。これら三つの漸近線を整合させることにより,近似サイズ効果方程式を提案した。本モデルは古典的な最弱リンク統計モデルの一般化であることを示し,最弱リンクモデルで用いられる材料長さスケールの物理的解釈を提供する。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 確率モデル ,  *MEMS ,  応力場 ,  引張 ,  不確実性 ,  *確率論 ,  サイズ効果 ,  引張強さ ,  連続体 ,  自己相関 ,  *ポリシリコン
準シソーラス用語： べき乗則 ,  モンテカルロシミュレーション ,  強度分布 ,  有限要素シミュレーション , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 漸近解析 ,  最弱リンクモデル ,  サイズ効果 ,  構造信頼性 ,  確率過程

分類 (3件)： 構造力学一般  (HD01000X) ,  機械的性質  (YH02022L) ,  金属材料  (HC03020E)

タイトルに関連する用語 (4件)： 多結晶シリコン ,  MEMS ,  破壊 ,  モデル