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相似文献
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1.
Tabor数、粘着数与微尺度粘着弹性接触理论   总被引:18,自引:4,他引:14  
赵亚  王立森等 《力学进展》2000,30(4):529-537
微电子机械系统(MEMS)等领域的飞速发展,促使我们迈进了一个表面效应在许多现象 中占主导地位的研究领域.本文重点介绍在MEMS中经常遇到的微尺度粘着弹性接触的相关理论. 通过对两个无量纲数——Tabor数μ(以及其相应形式)和粘着数θ的分析,以及考虑它们对于粘 着力的影响,指出了粘着弹性接触理论中所隐含的尺度效应,随着特征尺度的减小,粘着弹性接触中 的表面效应愈加明显.  相似文献   

2.
复杂微力-电系统的细微尺度力学   总被引:4,自引:1,他引:3  
现代高新技术的崛起,提出了大量新的经典力学所不能完全包容的力学问题。这将是现代应用力学发展的巨大动力。微电子技术中微电子材料、器件、系统和微电子-机械系统(microelectro-mechanicalsystem,MEMS)所组成的复杂微力-电系统,是跨世纪发展的新科技方向,本文简要介绍了复杂微力,电系统的工业技术背景和发展;综述了这一领域存在的力学问题,主要讨论细微尺度下的结构力学与破坏力学。并评介与展望了这一新的力学领域的研究状况和发展趋势。  相似文献   

3.
复杂微力-电系统的细微尺度力学   总被引:3,自引:1,他引:2  
余寿文 《力学进展》1995,25(2):249-259
现代高新技术的崛起,提出了大量新的经典力学所不能完全包容的力学问题。这将是现代应用力学发展的巨大动力。微电子技术中微电子材料、器件、系统和微电子-机械系统(microelectro-mechanicalsystem,MEMS)所组成的复杂微力-电系统,是跨世纪发展的新科技方向,本文简要介绍了复杂微力,电系统的工业技术背景和发展;综述了这一领域存在的力学问题,主要讨论细微尺度下的结构力学与破坏力学。并评介与展望了这一新的力学领域的研究状况和发展趋势。  相似文献   

4.
IUTAM先进机械系统的动力学与控制专题会议(1996年4月21—26日,荷兰)1996年4月21日至26日,国际理论与应用力学联合会(IUTAM)主办的“先进机械系统动力学与控制专题会议”在荷兰Eindhoven召开.Eindhoven工业大学机械...  相似文献   

5.
在形状记忆合金(SMA)复合材料研究中,相变特性的研究是一个主要的工作.基于Eshelby的等效夹杂模型和Mori和Tanaka的场平均法,考虑到SMA材料的强物理非线性,发展了增量型的等效夹杂模型(IncrementalEquivalentInclusionModel).考虑在某一温度循环条件下讨论形状记忆合金短纤维增强的铝基复合材料在热载下的相变行为.特别研究了SMA短纤维复合材料在变温过程中纤维几何尺寸、体积分数等参数对SMA复合材料的相变行为和SMA内残余应力等的影响.这些工作对于指导材料设计和了解SMA复合材料热机械特性是颇有意义的.  相似文献   

6.
国际传热研究前沿──微细尺度传热   总被引:69,自引:0,他引:69  
微细尺度传热问题的工程背景来自于80年代高密度微电子器件的冷却和90年代出现的微电子机械系统中的流动和传热问题.它的特点是,当空间和时间尺度微细化后,出现了很多与常规尺度下不同的物理现象,其原因可以分为两大类:一类是连续介质的假定不再适用,另一类则是各种作用力的相对重要性发生了变化.所需研究的挑战性问题有,导热系数的尺度效应、导热的波动现象,微小通道中流动和传热,流动压缩性和界面效应等的影响,微细尺度下的辐射和相变等.  相似文献   

7.
张建海  陈大鹏 《力学季刊》1996,17(2):95-103
本文采用任意拉格朗日--欧拉(ALE)有限单无法,将血液视为不可压缩粘性流体,同时将人工机械瓣瓣叶简化为定轴转动刚体。建立了双叶人工机械瓣--血液耦合运动的二维计算模型。在此基础上,对比研究了St.Jude瓣(SJM)、有窦顺向人工机械瓣(DDM)及无窦DDM瓣的启闭过程,以提示窦的作用,本文研究表明:在有窦及无窦的情况下,瓣叶开启规律基本一致。窦对跨瓣压差及剪应力幅值影响也不大,但对瓣叶的关闭却  相似文献   

8.
《力学进展》2001,31(1):157
第三届国际实验力学会议(The 3rd Interna-tional  Conterence  on  Experimental  Mechanics,ICEM 2001)将于 2001年10月15日~17日在北京召开,这个会议是中国力学学会自成系列的实验力学国际会议本届会议由中国力学学会(CSTAM)主办;日本机械工程学会材料与力学分会(JSME-MMD)、英国应变测量学会(BSSM)、国际光学工程学会(SPIE)、国际测量协会(IMEKO)协办.伍小平院士为本届大会主席.一、征文范围 实验方法:数…  相似文献   

9.
赵亚溥  宋凡 《力学进展》2001,31(2):309-312
非线性力学国家重点实验室的前身是成立于1988年6月的非线性连续介质力学开放研究实验室(LNM),经过十余年的建设和发展,在1995年国家评估结果为‘优秀”的基础上,经专家组论证和主管部门──中国科学院的推荐,国家科学技术部于 1999年10月批准进行重点实验室的建设,2001年4月10日 LNM通过了专家组的建设验收.验收专家组认为: “该实验室在建设过程中,结合中科院“知识创新工程”对研究目标进一步进行了凝练,在保持原来研究特色的基础上,近期突出纳米/微米尺度力学与跨尺度关联、纳/微电子机械系…  相似文献   

10.
NUMERICALSTUDIESFORAMODELDESCRIBINGCOMPLEXITYHuangXin(黄欣)LiuZeng-rong(刘曾荣)(Dept.ofMath.SuzhouUniversity,Suzhou,Jiangsu)(LNM,I...  相似文献   

11.
投影光刀法测量碳纤维编织材料烧蚀表面粗糙度   总被引:2,自引:2,他引:0  
碳纤维编织材料制成的物体,在其表面经过模拟烧饰后,其表面的光反射率很低,本文提出了一种改进的投影光刀法,可以用非接触式的光学测量方法测量其表面的粗糙度分布和细微三维形状,首先在物体表面投影-黑白边界;接收时在CCD上做适度的散焦,因而CCD里可以接收到一灰度渐变的投影界面;选用适当的阈值,可以得到受物体高度调制的投影边界,在后续的数据处理中,采用了边界提取、扫描、线形拟合、图像拼接等技术,可以得到被测区域的细微三维形状数据,进而可以计算出其二维的粗糙度分布。  相似文献   

12.
建立接触模型,理论分析了微接触中边界膜剪切弹性模量对于接触性能的影响.接触区由两平行平面形成,属一维接触.上接触表面为粗糙表面,具有矩形微凸体.下接触表面为光滑平面.两接触表面均处理成刚性表面.微接触区中充满流体.它分成两个子区,在微接触的出口区由于极小的接触间隙充满边界膜,在微接触的入口区由于接触间隙较大充满流体膜.边界膜和流体膜行为决定整个微接触性能.当膜厚较大时,这里边界膜可看成纳米级薄膜.由于上接触表面处有限的剪应力承受能力,边界膜可于上接触表面滑移.设下接触表面处剪应力承受能力很大而边界膜在下接触表面不滑移.由于边界膜-接触表面间相互作用,边界膜黏度、密度和剪切弹性模量均沿膜厚变化,在理论分析中使用它们的等效值,这些值与边界膜厚度有关.流体膜在两个接触表面均不发生滑移,分析中不考虑流体膜剪切弹性模量.流体膜采用传统分析法.给出了理论分析和若干变工况参数下的计算结果.  相似文献   

13.
通过进行微型扑翼飞行器低速风洞试验,研究了带弯度机翼下翼面翼刀对扑翼飞行器升阻特性的影响。文中进行了带翼刀机翼和不带翼刀机翼在不同迎角下的风洞吹风试验。试验结果表明,带翼刀机翼升力系数大于不带翼刀机翼升力系数,从而证明了翼刀可以阻止机翼下表面气流展向流动,起到增加机翼升力的作用。当扑翼在小迎角飞行时,带翼刀机翼可以有效地提高扑翼的气动效率,改善扑翼的飞行性能。研究结果可为带翼刀机翼在扑翼飞行器上的应用提供技术支持。  相似文献   

14.
微/纳尺度接触问题计算方法研究进展   总被引:7,自引:0,他引:7  
刘更  刘天祥  温诗铸 《力学进展》2008,38(5):521-544
接触问题广泛存在于现实生活的众多领域, 近来随着微/纳米技术的不断发展, 接触力学在基础理论和研究方法上面临许多新的挑战. 本文在摩擦学的范畴内, 对近年发展的若干求解微/纳尺度接触问题的计算方法及理论进行了综述. 按发展先后及所解决问题的尺度范围划分, 主要有3类评估微/纳尺度接触性能的计算方法:(1)连续介质力学方法; (2)分子动力学模拟; (3)多尺度方法. 介绍了这3类计算方法的典型理论和主要数学描述, 给出了这些方法对解决若干微/纳观接触问题如黏着效应、粗糙表面描述、表面摩擦及润滑、表面热效应、生物接触等的主要应用. 最后, 探讨了微/纳尺度接触问题计算方法可能的发展方向及应用领域.  相似文献   

15.
固体边界具有的微纳米结构将影响流体在近壁面处的流动行为,进而由于尺度效应改变流体在整个微间隙的流动或润滑规律.将壁面可渗透微纳米结构等效为多孔介质薄膜,采用Brinkman方程来描述流体在近壁面边界渗透层内的流动,并将其与自由流动区域的不可压缩流体Navier-Stokes控制方程耦合,在界面处的连续边界条件下求解和分析了速度分布规律和压力变化规律.针对恒定法向承载力的油膜润滑条件,进一步讨论了静止表面或运动表面的微纳米结构对近壁面流动行为的影响;并揭示了考虑壁面微纳米结构的流体动压润滑的油膜厚度和摩擦系数的变化规律.论文结果为具有可渗透微结构表面的微间隙流动与润滑提供了理论参考.  相似文献   

16.
激光加工微凹坑轴表面对唇形密封泵吸及摩擦特性的影响   总被引:3,自引:1,他引:2  
为了研究轴表面形貌对径向唇形密封泵吸作用及摩擦特性的影响,利用Nd:YAG固体脉冲激光对旋转轴表面进行微凹坑织构化处理,在油封密封试验机上,针对不同转速、不同表面形貌等工况,完成了一系列对比试验,获取了试验过程中的泵吸量、摩擦力以及密封圈温升等参数.并通过扫描电镜对试验后各密封唇表面进行了分析.结果表明:三角形微凹坑顶点朝向油液侧的表面能够增强泵吸作用,且转速对泵吸率影响很大,而其他形状和参数的微凹坑表面不利于泵吸作用的产生;与未织构面相比,圆形凹坑面积占有率为7%和21%的表面具有良好的减摩效果,三角形凹坑顶点沿周向的两表面间减摩效果较好.  相似文献   

17.
Side forces on slender bodies of revolution at medium to high angles of attack (AOA > 30°) has been known from a large number of investigations. Asymmetric vortex pairs over a slender body are believed to be the principle cause of the side forces. Under some flight conditions, this side force may be as large as the normal force acting on the slender body. In this paper, experimental results are presented for side force control on a cone-cylinder slender body by using microfabricated balloon actuators. The micro balloon actuators are made of polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer by using micro molding techniques. They can be packaged on curve surfaces of a cone-cylinder slender body. As actuator is actuated, the micro balloon actuator inflates about 1.2 mm vertically, which is about 2.4% of the cylinder diameter D (=50 mm) of the cone-cylinder slender body. Micro balloon actuators are actuated at different roll angles of a cone-cylinder slender body. Aerodynamic force measurement results indicate the effects of micro balloon actuators vary at different actuation locations on the cone-cylinder slender body. The side forces can be significantly reduced if the actuators are actuated in the weak vortex side (the side corresponding to the asymmetric vortex which is far from the surface) and actuation angles are located at about 50–60° (the actuation angle here is measured from stagnation line of the incidence plane toward weak vortex side direction). Significant changes are noticed from the surface pressure, as well as leeside vortex flow field, measurement. Micro balloon actuators change nose shapes of the slender body which decide adverse-pressure-gradient values and directly influence the origin of the separation lines and characteristics of the separated vortices over the leeside surface.  相似文献   

18.
Reversible control of surface wettability has wide applications in lab-on-chip systems, tunable optical lenses, and microfluidic tools. Using a graphene sheet as a sample material and molecular dynamic simulations, we demonstrate that strain engineering can serve as an effective way to control the surface wettability. The contact angles θ of water droplets on a graphene vary from 72.5 to 106 under biaxial strains ranging from 10% to 10% that are applied on the graphene layer. For an intrinsic hydrophilic surface (at zero strain), the variation of θ upon the applied strains is more sensitive, i.e., from 0 to 74.8 . Overall the cosines of the contact angles exhibit a linear relation with respect to the strains. In light of the inherent dependence of the contact angle on liquid-solid interfacial energy, we develop an analytic model to show the cos θ as a linear function of the adsorption energy E ads of a single water molecule over the substrate surface. This model agrees with our molecular dynamic results very well. Together with the linear dependence of E ads on biaxial strains, we can thus understand the effect of strains on the surface wettability. Thanks to the ease of reversibly applying mechanical strains in micro/nano-electromechanical systems, we believe that strain engineering can be a promising means to achieve the reversibly control of surface wettability.  相似文献   

19.
表面黏附及表面输运作为典型的材料表面行为,已成为表面力学关注的重要课题及学科前沿,揭示该类表面效应的形成机制及其影响因素,对微纳米器件、微纳米传感器、微纳米传输、智能材料表面等创新设计具有重要的指导意义.论文针对表面黏附及表面输运两种典型的表面力学行为,综述了国内外在该方面的最新研究进展,主要介绍了作者课题组在该方面的最新工作及取得的成果,最后针对该方面研究提出未来工作展望.  相似文献   

20.
Recent experiments and molecule dynamics simulations have shown that adhesion droplets on conical surfaces may move spontaneously and directionally. Besides, this spontaneous and directional motion is independent of the hydrophilicity and hydrophobicity of the conical surfaces. Aimed at this important phenomenon, a general theoretical explanation is provided from the viewpoint of the geometrization of micro/nano mechanics on curved surfaces. In the extrinsic mechanics on micro/nano soft curved surfaces, we disclose that the curvatures and their extrinsic gradients form the driving forces on the curved spaces. This paper focuses on the intrinsic mechanics on micro/nano hard curved surfaces and the experiment on the spontaneous and directional motion. Based on the pair potentials of particles, the interactions between an isolated particle and a micro/nano hard curved surface are studied, and the geometric foundation for the interactions between the particle and the hard curved surface is analyzed. The following results are derived: (a) Whatever the exponents in the pair potentials may be, the potential of the particle/hard curved surface is always of the unified curvature form, i.e., the potential is always a unified function of the mean curvature and the Gaussian curvature of the curved surface. (b) On the basis of the curvature-based potential, the geometrization of the micro/nano mechanics on hard curved surfaces may be realized. (c) Similar to the extrinsic mechanics on micro/nano soft curved surfaces, in the intrinsic mechanics on micro/nano hard curved surfaces, the curvatures and their intrinsic gradients form the driving forces on the curved spaces. In other words, either on soft curved surfaces or hard curved surfaces and either in the extrinsic mechanics or the intrinsic mechanics, the curvatures and their gradients are all essential factors for the driving forces on the curved spaces. (d) The direction of the driving force induced by the hard curved surface is independent of the hydrophilicity and hydrophobicity of the curved surface, explaining the experimental phenomenon of the spontaneous and directional motion.  相似文献   

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