谐振式微膜生化传感器是MEMS中的重要研究领域,在微生物检验、化学分析、临床医学、环境检测等领域中具有广泛的应用前景。谐振式微膜生化传感器的灵敏度、分辨率等检测性能主要依赖于微膜的动态特性,然而,由于微结构的特点和微环境的影响,微膜的动态特性与宏观尺寸下的特性有很大的差异：微膜通常采用表面硅微加工方法制造,在制造过程中会不可避免的产生残余应力；吸附会影响微膜的弯曲刚度；微尺度下,液体介质对微膜的耦合作用更加明显。因此,对微膜的动态特性进行研究,分析残余应力、吸附物和被检测介质对微膜动态特性的影响规律,对于谐振式微膜生化传感器的发展具有重要的理论意义和应用价值。考虑微膜结构和制造工艺,分析了残余应力在复合膜中的分布状态,探讨了改善复合膜压曲,提高谐振式微膜生化传感器可靠性和成品率的方法。通过分析,将复合膜内的残余应力等效为均匀分布在微膜平面内的应力和弯矩载荷,利用Ritz法计算了具有均布面内应力的复合膜在弯矩载荷作用下的弯曲变形。采用等效经典理论分析复合膜的振动特性,建立了具有面内初始残余应力的曲膜数学模型,研究了面内应力和弯曲变形对微膜固有频率的影响。结果表明：残余应力的分布状态对微膜的固有频率和弯曲变形有显著的影响。针对存在残余应力的微膜在力学行为上具有微板和微薄膜的双重性,根据理论分析模型,导出了其在固支边界条件下的解析解；用残余应力参数k值判定微膜的性质,分析了随着残余应力的变化板、膜行为特性的转变规律；研究了残余应力的变化对微膜固有频率、振型及振幅的影响规律。微膜表面上的敏感层在吸附目标物质后,微膜的质量、刚度均会发生变化。敏感层的涂覆区域决定着吸附物的分布,考虑整体均匀吸附和局部均匀吸附两种情况,采用阶跃函数描述吸附区域,建立了描述吸附物影响的微膜动力学方程；利用Rayleigh-Ritz法求解了吸附后微膜的固有频率,分析了残余应力、吸附分布、吸附质量和吸附刚度对微膜固有频率偏移量的影响。针对液态生化检测技术发展的需要,考虑微膜与液体介质的耦合作用,研究了微膜在液体介质中的自振特性。当微膜与液体介质接触振动时,用具有残余应力微膜的动力学方程描述微膜的运动,用拉普拉斯方程描述液体的运动,用液体与微膜接触面的法向速度相等来处理微膜与液体的耦合作用,分别采用假设振型法和Rayleigh-Ritz法求解了微膜在液体中的自由振动,分析了残余应力、液体介质对微膜固有频率和振型的影响。结果表明：采用Rayleigh-Ritz法计算的固有频率具有更高的精度；与真空条件下相比,在液体中振动时振型的变化随残余应力的减小而越发明显。针对谐振式微膜生化传感器的结构形式,选取微膜单侧面接触半无限流体,建立了微膜的液固耦合动力学响应模型；探讨了微膜在振动过程中的能量耗散机理和阻尼特性；研究了微膜在液态介质中的响应特性。结果表明：残余应力对品质因子具有显著的影响；液体介质对膜的影响要远大于对薄板的影响；随着残余应力的增加,谐振式微膜生化传感器的质量灵敏度与圆膜中心处的振动位移呈现相反的变化趋势。本文综合考虑残余应力、吸附物和液体介质的影响,对微膜的动态特性进行了研究,研究结果为谐振式微膜生化传感器的优化设计、检测和控制提供了理论依据。