压电微悬臂梁因其优质的特性在微机电系统中受到广泛应用,作为微执行驱动器,悬臂梁在电压驱动作用下不断与底座发生接触-分离,从微观上看,实际接触只发生在少数较高微凸体间,接触瞬间冲击力很大,而微梁弯曲产生的弹性恢复又使梁末端与底座在未稳定接触前就出现数次反弹,这将加剧微构件因循环撞击而造成的破坏,从而大大减少了产品寿命和商业化应用水平。本文基于压电原理,利用压电材料的逆压电效应驱动微悬臂梁产生弯曲位移,从而实现梁末端与底座粗糙面接触-分离,具备微执行驱动功能。在考虑材料弹塑性变形、微悬臂梁的弹性恢复力、接触界面的黏着力以及各微凸体间的相互作用等基础上,根据MEMS器件中微构件的实际结构特征,建立了压电微悬臂梁与底座粗糙面的接触模型,运用ABAQUS有限元软件对微梁在单次/多次电压作用下与底座粗糙面间的接触-分离过程进行了动态模拟,分析了底座粗糙表面的接触力、接触面积、接触压力、应力、应变、系统能量等变化情况,比较了不同驱动电压对各变量的影响。研究结果表明,当电压激励信号小于压电微悬臂梁的第一共振频率时,微梁处于弯曲工作模式,其末端弯曲位移变化量与施加的电压呈线性关系;每次压电驱动中,微梁与底座在梁弹性恢复力作用下出现了数次的接触-分离情形,接触力与梁末端弯曲位移关系变得极其复杂,呈非线性关系;随驱动次数的增加,粗糙表面接触逐渐趋于稳定,发生次级接触-分离的次数减少;由于接触微凸体的大小、位置以及接触时间的不断变化,导致接触压力、应力、应变等呈不均匀分布,最大值及所在位置也不断改变;当梁与底座分离时,接触区域的最大等效应力值位于接触微凸体的边缘处,即微凸体接触对的开始分离点;粗糙接触表面的最大z向拉、压应力位于变形较大微凸体的两侧;在循环压电驱动过程中,随微梁与底座的不断接触-分离,接触微凸体表层以及距表层一定深度处的一定区域承受着拉、压应力的循环作用,这极易造成材料的疲劳破坏;不同驱动电压下,梁与底座的接触-分离特性有很大差异,随电压的增加,每次加压前期的接触-分离变得更密集,但后期的稳定接触时间增强。该研究结果为提高微执行驱动器的设计合理性与运行可靠性提供一定的理论基础。