微尺度下弹性结构的粘附与剥离的理论与实验研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:x117799589
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
伴随着微纳米技术、微机电系统和仿生器械的快速发展,对于结构及其构件的变形和粘附的研究已经引起了科学家和工程师的广泛关注。当物体的尺寸减小到微纳米尺度时,其表面积与体积之比非常大,故而其体积力相对于表面力而言非常微小,因而此时结构的表/界面效应便凸现出来。微纳观尺度下,在结构的表/界面力与其弹性变形的共同作用下,微结构会发生粘附,这个过程涉及到大变形、非线性和多物理场耦合等问题,因而对其进行理论分析以及相关实验的验证存在较大难度,故而目前关于该领域的研究正处于方兴未艾之态。首先本文对圆板的毛细粘附问题进行了全面的探索,为微机电系统及其他微结构的设计提供理论基础。在这个模型中,首先建立了圆板,液膜和基底系统的能量泛函,包括拉伸弹性能,弯曲弹性能和系统的表面能。由最小势能原理,在变分过程中考虑到边界的变动,推导出了控制方程和横截性边界条件。计算了圆板的径向位移,挠度和粘附半径,并与实验结果比较。结果表明,大变形模型的结果与实验结果吻合的更好,证明了大变形模型更加精确。接下来提出考虑大变形和伸长的梁在集中力作用下剥离的模型。同样考虑边界变动对能量泛函进行变分,推导出控制方程和横截性边界条件。发现剥离的相关参数,如粘附长度,外力和伸长量只与无量纲的最大位移和粘附功这两个无量纲参数有关。将计算结果同小变形模型和大变形不可伸长模型对比。也进行了实验发现本文模型与实验结果吻合较好。本文的分析加深了对微尺度下梁和板状的弹性结构粘附及剥离机理的理解。并在微纳米器件的结构设计和微纳米打印等领域有更广泛的应用。
其他文献
混联式汽车电泳涂装输送机构将并联与串联机构有效结合,解决了传统输送机构存在的污染车身、承载力差、多车型柔性化生产力不高等问题,提高了电泳涂装质量。控制系统是混联输送机构的核心,其性能将直接影响涂装的产量和品质,然而混联机构具有多参数、复杂非线性、高度耦合性等特点,难以获得精确的动力学模型,给高性能控制带来了困难,并且理论模型与实际机构间的建模误差、实际运行环境中存在的电泳槽液流动和外部随机干扰等不
苗语是汉藏语系苗瑶语族苗语支语言,苗语分为东部、中部和西部三大方言,方言下属土语之间差别大的完全不能通话。目前学术界对苗语方言语音研究成果丰硕,从语音类型学的角度研究苗语语音的很少。本文以苗语方言13个音点的语音系统作为研究对象,试从类型学的角度来诠释苗语语音系统上的共性特征及个性差异,发掘其深层蕴含规律。本文分为五章:第一章是概述。主要介绍研究背景和现有成果,本文的研究思路、研究方法、发音合作人
长期以来我国中、东部矿区村庄下压煤多采用条带法进行煤层开采,几十年形成的呆滞储量超过10亿t,这些遗留条带煤柱如何安全高效地回收已成为中、东部煤矿可持续发展的关键。在条带开采的基础上利用充填开采技术将遗留的条带煤柱进行资源回收,不仅解放了大量煤炭资源,还减少了充填成本,最终控制地表的沉降。然而条带开采使覆岩及地表已经经历过一次采动影响,对遗留条带煤柱进行充填置换开采后将会产生二次采动影响。因此,覆
降水频率分析可为流域(区域)规划和水利工程建设提供设计依据。频率分析需要选取合适的水文分布线型和参数估计方法,但是目前没有统一适用的分布线型和参数估计方法。对不同
蓝莓,是一种酸甜适口、风味独特的小浆果,多成熟于高温多雨的夏季,果皮薄果汁丰富,室温条件下贮藏极易腐烂变质。蓝莓叶中的营养成分含量不逊于蓝莓果实,但废弃蓝莓叶常以焚烧的方式进行处理,不仅造成了资源浪费,还对我们赖以生存的环境造成污染。目前,冷藏保鲜与化学保鲜相结合成为蓝莓等小浆果的最常用的贮藏方式。化学保鲜处理虽然可以延长蓝莓的货架期,同时也伴随着食品安全问题和环境污染问题。因此,安全无毒的天然生
犯罪工具是指对犯罪行为侵害法益或者具有侵害法益危险起到促进作用的财物。我国《刑法》第64条仅仅规定“供犯罪所用的本人财物,应当予以没收”,至于如何认定犯罪工具、如何对犯罪工具进行保全以及没收犯罪工具时应该坚持什么原则以及考虑什么因素等等,都没有相应的规定。对犯罪工具的认定,应当主要从财物对犯罪行为实施所起作用的大小、与犯罪行为的联系程度以及财物的用途与价值这三方面把握。对犯罪工具的保全,应当注重对
中国南北过渡带是长江和黄河的分水岭,气候和物种的分界线。该地区不仅生物资源丰富多样,而且是中国重要的水源涵养地,同时也是南水北调中线工程的水源地。中国南北过渡带具
随着全球化的推进运动员的国籍时常处于变动之中,而国籍作为运动员参加国际体育赛事的资格要求之一,并且各体育组织对国籍参赛资格的要求规定也存在差异,因此关于该资格的纠纷也愈来愈多。在国际体育仲裁院官方网站上可查询到的由国际体育仲裁院仲裁的国籍参赛资格案件裁决书共18份,案件裁决结果以运动员一方败诉居多,仲裁庭裁决支持申请的案件仅有3件。在仲裁国籍参赛资格案件过程中,国际体育仲裁院都会依照禁止反言、一事
目前少儿拉丁舞因其独特的魅力深受广大少儿的喜爱,越来越多的拉丁舞培训机构进入人们的视线。但是,教学水平参差不齐、教学方式不合理等现象也并存。首先,教学只关注学生技
随着信息爆炸式增长,网络资源面临信息过载问题。面对互联网中海量的音乐资源,人们难以快速找到与自身兴趣相符合的音乐。为使用户能够有效获取所需的音乐信息,音乐推荐系统应运而生,它的出现能够帮助用户快速地找到自己想要的音乐。这种个性化推荐服务能够为用户提供更加优秀的体验,并具有商业优势,因此音乐推荐领域也成为互联网行业中相当重要的研究方向。就音乐推荐系统而言,当用户在系统中进行一段时间的操作后,会产生大