单分子电学实验测量平台中隔振系统的建模、仿真与优化设计

发布时间：2021-05-08 11:34

　　对单个分子或原子性质的研究,比如单分子或单原子的电学、光学、磁学性质等,是目前微观世界科学研究急需了解和亟待突破的重点和难点。而机械可控裂结技术（MCBJ）和扫描隧道显微镜裂结技术（STM-BJ）则是广泛用于单分子和单原子电子学研究的主要技术手段。由于单个分子和原子尺度只有几个纳米大小,在该尺度下的测量过程极易受到外界环境的干扰,其中最主要的干扰为环境的振动。外界环境的微小振动导致分子产生抖动,使得分子无法稳定地连接在测量电极对上。因此,针对单分子测量仪器大多需要设计出高性能隔振装置来减少外界振动干扰,提高精密仪器测量的准确性。对于大多数面向单分子或单原子的精密测量仪器,其核心测量部件对于外界的振动都非常敏感,同时价格也非常昂贵,因此很难完全直接借助实验方法对其隔振系统的性能进行研究和优化。为此本论文提出了一种基于数学建模和仿真模拟的研究方法,即先利用仿真模型对隔振系统性能进行研究,在此基础上设计出具有最优参数的隔振系统,然后再通过实验对模拟的结果进行验证。这种研究方法不仅能够缩短隔振系统的设计时间,也能够降低设计成本。本论文主要针对机械可控裂结（MCBJ）精密测量仪器隔振系统的设计和... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 单分子测量技术简介
    1.2 振动对单分子测量的影响
    1.3 减振技术研究的概况
    1.4 振动模拟软件简介
    1.5 研究目的和意义
第二章 隔振系统的建模与性能分析
    2.1 振动过程的数学模型
    2.2 隔振原理
    2.3 隔振性能分析
        2.3.1 时域分析
        2.3.2 频域分析
第三章 单分子测量实验平台隔振系统的仿真研究
    3.1 单分子测量系统
        3.1.1 MCBJ测量基本原理
        3.1.2 MCBJ实验平台
    3.2 仿真软件介绍
    3.3 隔振系统模型
    3.4 COMSOL仿真流程及结果处理简介
    3.5 仿真结果分析
        3.5.1 隔振系统对于减振的影响
        3.5.2 悬挂钢板质量对于减振的影响
        3.5.3 弹簧的弹性系数对隔振性能的影响
        3.5.4 机械构型对隔振性能的影响
第四章 仿真结果的实验验证
    4.1 实验设计
        4.1.1 实验设计的方案
        4.1.2 实验的实施
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 实验数据处理
        4.2.2 实验结果与仿真结果的比较
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的成果


【参考文献】：
期刊论文
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[2]Determination of isolation layer thickness for undersea mine based on differential cubature solution to irregular Mindlin plate[J]. 彭康,刘照朋,张永亮,范祥,陈庆发.  Journal of Central South University. 2017(03)
[3]带气膜阻尼结构振动特性的理论研究[J]. 张大义,何易峰,陈璐璐,马艳红,洪杰.  航空动力学报. 2016(02)
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本文编号：3175268