發(fā)布時間：2021-08-19 10:19

　　開孔和V型懸臂梁作為兩種重要的柔性梁結構,在以原子力顯微鏡（AFM）為代表的檢測系統(tǒng)、微納機械傳感/執(zhí)行器、能量采集器及仿生推進器中得到了廣泛應用,該類復雜孔梁結構通常在粘性流體環(huán)境下實現(xiàn)精密檢測、傳感與性能表征,同時也會使得結構的流固耦合振動特性更為復雜,直接影響器件或系統(tǒng)的動態(tài)性能。本文針對開孔和V型懸臂梁結構的流固耦合振動特性開展了研究,通過求解二維Navier-Stokes方程得到了用于描述結構所受流體載荷的水動力函數(shù),基于Euler-Bernoulli梁理論建立了結構的流固耦合動力學模型并在水環(huán)境下開展了實驗驗證。本文主要的研究內容和結論如下:（1）建立了開孔懸臂梁結構的流固耦合振動模型,通過二維CFD分析確定了水動力函數(shù)關于頻率參數(shù)的表達式,結果表明,振動頻率增大,開孔梁結構所受附加質量力和流體阻尼力均減小;理論分析得到了結構的頻率響應特性。在水環(huán)境下開展了不同幾何尺寸的開孔懸臂梁振動實驗研究,驗證了水動力函數(shù)表達式及流固耦合動力學模型。（2）針對V型結構截面孔寬比連續(xù)變化的幾何特征,建立了粘性流體環(huán)境下V型懸臂梁結構的流固耦合動力學模型,導出了基于截面孔寬比參數(shù)的梁結構的... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實驗裝置圖

a) B1 b) B2 c) B3圖 2-13 開孔懸臂梁結構實物圖Fig.2-13 Pictures of the beams with a hole2.4.2 空氣中實驗為得到實驗中開孔梁結構的彈性模量 E 及松弛因子 η，實驗首先測試了空氣

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微懸臂生物傳感器檢測生物素-親和素相互作用[J]. 張慧勇,潘宏青,唐紀琳,張柏林.  化學學報. 2011(02)
[2]基于原子力顯微鏡的微懸臂傳感器測定溶菌酶[J]. 王赪胤,王德艷,汪國秀,胡效亞.  分析化學. 2010(12)
[3]汽車尾部流場湍流模型數(shù)值分析與實驗研究[J]. 胡杰樺,谷正氣,何憶斌,陳細軍,張海峰.  系統(tǒng)仿真學報. 2010(02)
[4]利用微懸臂梁表面應力研究聚N-異丙基丙烯酰胺分子的構象轉變[J]. 李凱,劉紅,張青川,侯毅,張廣照,伍小平.  物理學報. 2006(08)
[5]基于微懸臂梁的生化傳感器[J]. 曾磊,周嘉,黃維寧,黃宜平.  傳感器技術. 2004(06)
[6]微機械生化傳感器[J]. 于曉梅,尚慶虎,江興流.  物理. 2002(04)
[7]流固耦合力學概述[J]. 邢景棠,周盛,崔爾杰.  力學進展. 1997(01)

博士論文
[1]原子力顯微鏡微懸臂梁剛度測量研究[D]. 王飛.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[2]隨機荷載作用下海洋柔性結構非線性振動響應分析方法[D]. 何勇.浙江大學 2007
[3]基于微懸臂梁的生化傳感技術研究[D]. 李凱.中國科學技術大學 2006

碩士論文
[1]復雜激勵作用下微納諧振器非線性動力學特性研究[D]. 劉巖.上海交通大學 2014
[2]液相原子力顯微鏡懸臂梁動態(tài)特性與成像分析[D]. 牛頓.中國科學技術大學 2011
[3]壓電微懸臂梁傳感技術的研究[D]. 唐潔.天津大學 2005



本文編號：3351225