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微悬臂梁结构广泛应用于微纳电子机械系统. 在实际应用中,涂层和工作环境的变化对微悬臂梁结构动态工作模式有着不容忽视的影响. 运用流体中双层微悬臂梁的光热振动模型,研究了在激光光热驱动下,金涂层微悬臂梁在不同流体中的振动特性. 理论上得到了微悬臂梁的温度场,光热驱动力和振动变形场的解析表达式. 研究结果表明,流体环境对微悬臂梁的光热振动谱有显著的影响,主要表现在共振频率的偏移和品质因子的变化两个方面. 相比较于悬臂梁在真空中的响应,当悬臂梁在空气中振动时,共振频率向低频产生微小的漂移(0.7%),共振峰未发生明显变化;然而,当悬臂梁在液体中振动的时候,共振频率向低频产生巨大的漂移(58%~80%),而且品质因子发生量级上的减小,共振峰发生了畸变. 本研究对微纳探测以及原子力显微镜等仪器的设计优化,有着一定的理论指导意义. 相似文献
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Based on the hyperbolic two-step heat conduction model, using the Laplace transform and numerical inverse transform method (Riemann-sum approximation method), the thermal behaviour of thin metal films has been studied during femtosecond pulse laser heating. Also the thermalization time, which is the time for the electron gas and solid lattice to reach thermal balance, has been studied in detail. The values of thermalization time for silver (Ag), gold (Au), copper (Cu) and lead (Pb) are obtained. The effects of material parameters of the thin metal film on the thermalization time are considered for the four kinds of metals by changing one of the parameters and regarding the other parameters as constant. For a typical metal material, the order of the thermalization time is of the order of hundreds of picoseconds. The thermalization time decays exponentially with the increase of phonon-electron coupling factor or electron gas thermal conductivity, and it increases linearly with the increase of the ratio of lattice heat capacity to electron gas heat capacity. However, the relaxation time of the electron gas has very little effect on the thermalization time. 相似文献
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本文用光学探测方法研究了半导体硅悬臂梁的振动问题;运用基于外差干涉原理的实验装置得到了悬臂梁在激光激励下的振动响应(振动振幅和相位随调制激光频率的变化);采用等离子波和热弹性波的数学模型,对悬臂梁的振动进行了理论分析;可看到实验与理论模拟结果吻合很好,同时通过分析可得振动相位与调制激光频率的平方根之间有线性关系。关键词词: 光学探测, 硅悬臂梁,振动. 相似文献
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由运动内热源引起的磁热黏弹性问题的研究 总被引:1,自引:1,他引:0
在具有两个热松弛时间的广义热弹性理论下, 研究了处于定常磁场中的均布各向同性黏弹性半空间中, 由以均匀速度运动的线热源引起的瞬态波问题. 通过引入黏弹性向量势和热黏弹性标量势,问题退化为求解3个偏微分方程. 运用Laplace变换(对时间变量)和Fourier变换(对一个空间变量), 得到了变换域内应力和位移的解析表达式. 采用级数展开法, 得到了边界位移在小时间范围内的近似解, 给出了解的近似范围, 同时还研究了两种特例:(1)热源静止不动, (2)不考虑热松弛时间的影响. 最后对于丙烯酸塑料介质给出了数值结果. 相似文献
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给出了磁场、热场和弹性场多场耦合作用下微极广义热弹性固体的一般控制方程.该方
程既包含了磁场、热场和弹性场的耦合作用,又在其广义热传导方程中涵盖了耦合热弹理论
(C-D)及其5类推广(L-S理论,G-L理论,G-N(II,III)理论和C-T理论).运用该微极广义磁热
弹性控制方程,研究了在定常磁场作用下, 具有均匀初始温度的两理想接触微极弹性介质平面分界面上磁热弹性波的反射和折射现象.给出了分别在缺少磁场、热场作用或不同广义热传
导理论下反射或折射热波、纵向位移波、耦合横向和微旋转波与入射纵向位移波的振幅比随
入射角变化的关系曲线.对缺少磁、热和微极性以及热松弛时间时对应的反射、折射系数进
行了对比.结果表明磁、热和微极性以及热松弛时间对振幅比均有不同程度的影
响,与磁、热和微极性一样,热松弛时间对不同类型波的影响能力差别明显,但对同
一类型的反射波和折射波的影响相似. 相似文献
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论文基于非局部热弹性理论,研究了纳米半导体介质中波的反射问题。首先建立了在耦合的非局部弹性理论,波型热传导理论和等离子扩散理论下问题的控制方程;然后运用谐波法,得到耗散方程的解以及反射系数率的解析表达式;最后通过数值计算给出了硅纳米结构中相速度、群速度随非局部参数的变化,讨论了非局部参数、热电耦合参数以及热弹性耦合参数对反射系数率的影响。 相似文献
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