咬合曲面挠曲电介质板

电机械系数 21 倍放大

利用曲面介电板的突跳失稳，在不缩小结构尺度的前提下将有效电机械系数放大一个数量级，为大尺度挠曲电器件提供新路径。

Chen, Lingling · Xing, Xinyu · Zhao, Chuo · 阳生有

Journal of Applied Mechanics, Transactions ASME 2023

参数信息

有效电机械系数（初始）

35 pC/N

有效电机械系数（突跳后）

740 pC/N

放大倍数

21

技术优势

放大不靠缩小尺度

利用突跳失稳而非减小结构尺度来放大挠曲电效应，避免了微纳加工的限制。

系数放大 21 倍

2×10⁻⁷ m 厚的介电板在突跳后有效电机械系数从 35 pC/N 提升到 740 pC/N。

失稳临界载荷可调

挠曲电效应能降低突跳失稳的临界载荷，且厚度和初始构型影响失稳发生。

应用场景

• MEMS 柔性电传感器：提供大尺度挠曲电放大方案，摆脱 MEMS 传感器的微纳尺度限制。
• 柔性电子器件：曲面介电板可集成到柔性器件，无需缩小尺寸即可获得强电机械响应。
• 力电耦合传感：突跳失稳放大有效电机械系数，提升力-电转换灵敏度。
• 精密力测量：高电机械系数使微弱力变化转化为更强的电信号，改善测量分辨率。