基于矩形薄板微悬臂梁的超微粒子质量和位置识别研究

发布时间：2021-03-03 17:00

　　随着微机电系统（MEMS）加工技术的发展,使得高精度微悬臂梁的设计与制造得以实现。基于微悬臂梁传感器的超微目标探测技术可以满足微纳米生物学、医学、化学和物理学等学科对微尺度下生物质、气体、粒子含量检测的多数需求,因而受到了学术界的广泛关注。采用微悬臂梁超微目标探测研究中的多数力学问题,又可以归结为微悬臂梁表面附着目标的识别问题。目前,对于这一问题的研究主要集中于一维微悬臂梁表面附着单集中粒子或表面附着均匀粒子层的质量识别,而实际应用中需充分考虑微悬臂梁本体的二维化且能够对附着物的质量和位置进行双参数识别,然而该方面内容研究目前相对匮乏。因此本课题以矩形薄板微悬臂梁表面附着超微粒子为研究对象,建立单微悬臂梁表面附着多目标的质量和位置与其动力学响应之间的关系模型,分析附着粒子对微悬臂梁谐振频率的影响,模型中充分考虑微悬臂梁二维化、尺寸效应的影响。通过有限元软件仿真和原子力显微镜实验测量两种方法,分别获得微悬臂梁附着粒子前后谐振频率的变化,并将获得的频率变化值作为已知量输入所建立的模型中,实现目标物质量和位置的双识别。针对表面附着有多个均匀粒子带的矩形薄板微悬臂梁动力学特性进行研究。分析均匀... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

微悬臂梁受表面应力影响的侧视图

形貌等[70-73]。在过去的几十年，很、形状，进行深入的动态特性研究度和准确性。的质量识别研究梁谐振频率的变化可以敏感的检测附地用于生物分子的质量识别，基本原]。国外，受微纳米生物学和医学发1995年，Thundat[76]等人应用表面涂环境中对水银蒸汽进行了检测，由于率发生移动，通过对谐振频率移动的量分辨率达到了皮克(10-12g)级。C究人员将表面涂有大肠杆菌抗体的微的溶液中，获得频率移动和大肠杆菌大肠杆菌细胞的质量，约为665fg，

avrik[81]等人设计了一种光热驱动的纳米法对 11-巯基烷酸的化学吸附过程进行基烷酸前后的频率移动，其质量检测灵研究和理论分析，研究者还得出结论：可提高传感器的质量分辨率，如图 1-

【参考文献】：
期刊论文
[1]摄动DQ法分析板的大挠度热弯曲[J]. 杨杰,彭建设.  工程力学. 1996(03)

博士论文
[1]薄板型微悬臂梁流固耦合特性及其尺度效应研究[D]. 王晓明.哈尔滨工业大学 2013

硕士论文
[1]微悬臂梁质量传感器测量原理的有限元分析[D]. 周韬.华中科技大学 2014



本文编号：3061607