微结构拓扑自组织设计的研究

微器件结构的拓扑设计,已成为制约微机械系统实用化的主要关键技术。在高性能、高灵敏度微结构拓扑设计中,由于必须考虑其复杂环境等效应（制备工艺等引起的交叉耦合效应和多种物理场耦合效应等）带来的复杂非线性动力学特征,存在微结构拓扑的形成机理难以用传统设计方法进行模型化表达的科学问题。为此本项目重点研究以自下而上自组织机制实现微器件结构拓扑形成的设计方法。即融合力学、材料、自组织、进化等理论,以体微机械加工制备的音叉式振动型微机械陀螺典型器件为对象,分析其复杂环境等效应同微器件结构拓扑以及性能间的关系,研究建立和获取满足微结构拓扑自组织迁移规则的表达方法,利用自组织设计过程的时空和进化机制,实现自下而上的、具有健壮性微结构性能评价因子特征的微结构拓扑自组织设计，并验证其正确性。为微器件结构拓扑设计开创出原创性设计技术和方法,满足我国微机械产业发展对设计的迫切需求,为微机械系统一体化设计奠定基础。