基于广义热弹性的纳米谐振器耗散特性研究

发布时间：2024-05-21 05:29

　　微纳米谐振器在高精度测量和信号处理等诸多领域表现出了优越特性而备受关注,已成为当前的研究重点和热点之一。在振动过程中,谐振器内部会产生不均匀的变形,受挤压的区域温度升高,受拉伸的区域温度降低,因而产生的温度差促使不可逆性热流从高温区域向低温区域扩散。热弹性阻尼正是由于热传导不可逆性而引起的能量耗散,是谐振器主要的能量耗散机制之一。为提高微纳米谐振器的工作效率、减少能量耗散,研究谐振器能量耗散的机制迫在眉睫。本文基于谐振器在小尺度下表现出的不可忽略的表面效应以及经典热传导理论与客观不符的局限性,对微纳米谐振器的热弹性阻尼进行了研究,主要工作如下:(1)基于经典傅里叶热传导理论研究了表面效应对谐振器热弹性阻尼的影响。纳米器件由于其结构尺寸较小,表面原子的作用更加明显,且表面原子相较于内部原子在物理性质上有着显著的不同,表面效应也成为影响纳米结构材料的一个非常重要的因素。本章基于Hamilton原理和热流势最小作用量原理给出了考虑表面效应的控制方程,并求解热弹性阻尼的表达式。结果表明,在微纳米尺度下表面效应对热弹性阻尼的影响比较明显,且会影响热弹性阻尼的峰值。(2)基于非傅里叶热传导理论研究...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1考虑纳米粒子附着于(a)桥接和(b)悬臂的谐振器示意图（Stachiv，2013）

性研究r(Zener,1937；Zener,1938)研究各向同性均匀热弹性矩形梁并提出热弹性阻尼近似公式以来，诸多学者大多基于横向而忽略了微纳米谐振器做纵向振动过程中热弹性阻尼的变被应用于诸多领域一样，做纵向振动的谐振器也被应用谐振器可以利用由附着质量引起的共振频率的偏移量来测....

本文编号：3979672