微米尺度下机械元件疲劳损伤行为与寿命预测研究

微机电系统（MEMS）是由亚微米至亚毫米范围内的电子和机械元件组成的微器件。MEMS产品在汽车、航空航天、医疗器械等诸多领域得到了广泛的应用。因此，开展亚微米至亚毫米范围内的机械元件的疲劳强度理论与实验研究、测试微结构件的疲劳性能，对提高MEMS产品的设计水平具有重要的实际意义。本项目研究内容是：以微机械结构中常用的薄膜型微机械元件为研究对象，在微米范围内研究加载方式，试件尺寸对微机械元件疲劳性能的影响。首先利用能够实现循环加载方式的微薄膜谐振疲劳试验装置对不同厚度和宽度的微试件进行疲劳试验研究，测试微疲劳试件在不同微米尺度下的疲劳损伤行为。利用微观观测分析，结合微机械学,微动力学，疲劳强度理论和微试件疲劳试验结果研究微试件疲劳损伤机理.最后根据微试件的疲劳损伤特点，结合疲劳临界面损伤理论研究出适用于微机械元件的疲劳寿命预测方法。