微光机电系统（ＭＯＥＭＳ）三分量加速度地震检波器主要包括简谐振子、光波导偏振器、光电探测器和数字信号处理电路。简谐振子是整个检波器的关键部位，主要由质量块、ＬｉＮｂＯ３基底和双马赫－曾德尔（Ｍ-Ｚ）干涉仪组成，其设计和制配的优劣、灵敏度和性能对整个检波器有至关重要的作用。高质量的简谐振子要边缘棱角清楚，整体上整齐清晰，质量块和基底的边缘无花纹和斑点。有限元法是一种求解数理方程的数值计算方法，它是一个用于数值计算功能强大的工程工具。它将计算机软件、计算数学和弹性理论有机地结合起来，由于该方法的有效性、快速和灵活，使其迅速发展为求解各领域数理方程通用的近似计算方法。
      本文采用有限元分析法对简谐振子的结构进行分析。简谐振子的工作原理ＭＯＥＭＳ三分量加速度地震检波器的工作原理是当检波器受到一外来的地震波时，质量块由于受到震动产生横梁的弯曲变化，引起信号臂上的光相位发生改变，从而分别沿ｘ、ｙ、ｚ３个方向激发检波器，干涉光强由 Ｍ－Ｚ干涉仪检测，并由数字信号处理电路进行进一步的相位探测，最后从双 Ｍ－Ｚ干涉仪的输出光强中提取感应到的加速度信号。
      ANSYS是美国 ANSYS公司研制的有限元分析（FEA）软件，可进行结构、传热、流体等问题的耦合分析。用户可按照几何画图描述、单元选择及剖分、设定几何约束及施加外力、选择算法及运行、观察计算结果及可视化输出等步骤这样非常规范的流程来执行。ANSYS自主建模的方法有自上而下建模和自下而上建模两种方法。
      采用自上而下建模的方法建立简谐振子中质量块的实体模型。
      考虑到三分量加速度地震检波器集成化和简谐振子腐蚀质量的要求，选择单晶硅作为简谐振子中质量块的材料。硅单晶是以纯度极高的多晶硅为原料，通常由直拉法（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法）和区熔（Ｆｌｏａｔ－Ｚｏｎｅ）法成长而成。
      网格划分的控制技术主要涉及单元形状、中间节点位置和单元大小等方面。首先选择单元类型为Ｓｏｌｉｄ中的Ｂｒｉｃｋ　８ｎｏｄｅ　４５，它是一种抛物线形实体四面体单元。定义材料属性，依次设置弹性模量、泊松比和密度。最后采用智能分网的方式划分网格，为提高计算精度，设置网格尺寸级别为１。
      载荷是指在实体模型上的位移、力、温度等，选择合适的载荷对分析结果的影响大，施加载荷的关键是确定载荷的类型。由于质量块与基底固联，因此对几何模型两侧的两个底面施加位移约束，然后对模型右侧面上编号为414的结点施加水平方向即沿ｘ方向的力。
      静力分析用于计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，不考虑惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结构的响应随时间的变化很缓慢。查看实体模型ｘ、ｙ、ｚ３个分量总位移的应力云图的显示结果，如图所示。由图可知，实体模型的总位移为0.236×e-19μｍ。

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