石英谐振器(Quartz crystal resonator,QCR)因其力电耦合特征而被广泛用于提供频率标准和执行频率功能,当其表面出现外加物质或结构时,通过测量复合QCR系统的谐振频率或导纳谱的变化可以检测附加物质或结构的材料性能和结构尺寸。若表面附加梁形结构的弯曲刚度较弱,它们在随QCR振动过程中会出现明显的弯曲变形。这种表面微梁弯曲振动的非线性效应会对系统谐振频率产生重要的影响。因此,本文开展了复合QCR系统中表面梁形结构的非线性效应分析。本文首先建立了考虑表面附加微梁非线性弯曲变形效应的振动控制方程,然后对控制方程采用摄动分析,推导出复合系统的频率漂移方程,由此开展了一系列研究,取得如下研究成果:1、研究了等截面微梁阵列以一阶及二阶振型振动时的非线性效应对复合系统频率漂移的影响,结果表明,频率漂移随弹性模量(跨高比)出现周期性的变化特征,且在每两个周期之间产生跳跃点,当考虑微梁非线性效应后,频率漂移随弹性模量(跨高比)变化曲线会发生一定右(左)移,这是因为非线性效应会导致微梁在轴向的投影有所缩短,并且二阶情形比一阶情形的非线性效应更明显。2、研究了锥形微梁阵列以一阶振型振动时的非线性效应对复合QCR系统频率漂移的影响,结果发现,非线性效应使得QCR频率漂移上的跳跃点发生一定程度偏移。3、研究了表面结构为圆台形微梁阵列时,其在一阶振动模态下,微梁的非线性变形效应对复合QCR系统频率漂移的影响规律。同样地,非线性效应的引入使得表面结构的等效刚度增加,导致系统频率漂移曲线偏移。本文深入研究了表面梁形结构的非线性变形效应对复合QCR系统频率漂移特征的影响,所得结果对QCR的设计和科学应用具有重要的指导意义。