發(fā)布時間：2018-04-13 00:12

  本文選題：微懸臂梁 + 激勵幅值�。� 參考：《聲學(xué)學(xué)報》2016年05期

【摘要】：利用Euler-Bernoulli梁理論和DMT針尖-樣品作用力模型建立了試樣激勵下輕敲模式原子力聲顯微鏡(AFAM)系統(tǒng)的動力學(xué)方程,并應(yīng)用非線性動力學(xué)分析方法對AFAM微懸臂梁的振動特性進行研究。通過合理改變超聲激勵幅值、超聲激勵頻率和針尖-樣品初始間距等模型參數(shù)模擬得到微懸臂梁的超諧波、次諧波、準(zhǔn)周期和混沌振動現(xiàn)象,采用時間序列、頻譜、相空間、Poincare截面和Lyapunov指數(shù)等方法對不同非線性振動特性進行表征。通過分析不同模型參數(shù)條件下微懸臂梁針尖-樣品作用力特性,探索了微懸臂梁不同非線性振動現(xiàn)象的產(chǎn)生機制。此外,研究了AFAM微懸臂梁運動的分岔特性,發(fā)現(xiàn)當(dāng)超聲激勵幅值和針尖-樣品初始間隙連續(xù)變化時,周期、準(zhǔn)周期和混沌運動交替出現(xiàn)。研究結(jié)果對AFAM系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為分析和混沌振動控制提供了理論參考。
[Abstract]:Based on the Euler-Bernoulli beam theory and the DMT tip sample force model, the dynamic equations of the light knock mode atomic force microscope (AFAM) system are established, and the vibration characteristics of the AFAM microcantilever beam are studied by nonlinear dynamic analysis method.The ultra-harmonic, sub-harmonic, quasi-periodic and chaotic vibration phenomena of the micro-cantilever beam are simulated by changing the ultrasonic excitation amplitude, the ultrasonic excitation frequency and the initial distance between the tip and the sample. The time series and frequency spectrum are used to simulate the ultra-harmonic, sub-harmonic, quasi-periodic and chaotic vibration phenomena of the micro-cantilever beam.The phase space Poincare cross section and Lyapunov exponent are used to characterize different nonlinear vibration characteristics.The mechanism of different nonlinear vibration phenomena of micro cantilever beam was investigated by analyzing the force characteristics of tip and sample of micro cantilever beam under different model parameters.In addition, the bifurcation characteristics of AFAM micro-cantilever beam are studied. It is found that when the ultrasonic excitation amplitude and the initial gap between the tip and the sample change continuously, the periodic, quasi-periodic and chaotic motion alternates.The results provide a theoretical reference for nonlinear dynamic behavior analysis and chaotic vibration control of AFAM system.
【作者單位】： 浙江師范大學(xué)數(shù)理與信息工程學(xué)院;中國科學(xué)院聲場聲信息國家重點實驗室;近代聲學(xué)教育部重點實驗室南京大學(xué)聲學(xué)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(11304286,11274279,11174255)資助
【分類號】：TH742

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本文編號：1742058