【摘 要】
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Micro/Nano-Electronic-Mechanical system（MEMS/NEMS）传感器技术由于其微型化、集成化、智能化、成本低和效能高等优点,被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事有重大影响的技术领域。在生物医学、资源勘探和机械工程等领域MEMS技术已经成为不可或缺的技术之一。微悬臂梁结构是MEMS传感器中的关键元件,广泛应用于液体、气体、高温、高压等复杂环境。由于微悬臂梁
【基金项目】
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国家自然科学基金（51505076）； 中央高校基本科研业务费项目（N140304010）； 辽宁省自然科学基金面上项目（2015020105）； 中央高校基本科研业务费项目（N150308001）；
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Micro/Nano-Electronic-Mechanical system（MEMS/NEMS）传感器技术由于其微型化、集成化、智能化、成本低和效能高等优点,被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事有重大影响的技术领域。在生物医学、资源勘探和机械工程等领域MEMS技术已经成为不可或缺的技术之一。微悬臂梁结构是MEMS传感器中的关键元件,广泛应用于液体、气体、高温、高压等复杂环境。由于微悬臂梁结构在不同流体中振动特性有一定差异。因此本文将深入探究这种差异产生的原因。根据流体动力学理论,可以将流体阻尼分为附加质量（added mass）和粘性阻尼（viscousdamping）。当流体的雷诺数Re>1000时,流体所受的附加质量的数量级远大于粘性阻尼的数量级,此时可以忽略流体粘性力的影响。当流体的雷诺数Re≤1000时,流体的附加质量和粘性阻尼的大小处于同一个数量级,此时我们不能忽略流体粘性力的影响。目前需要明确流体的这两种阻尼对微悬臂梁共振特性分别会产生怎样的影响,所以本课题将流体分为粘性和非粘性两种情况,分别对微悬臂梁结构在这两种情况中的振动特性进行分析。本研究的创新点在于,建立了一种新型的流固耦合（FSI）有限元模型,并且进一步设计了显微观测装置、真空装置和激光位移测量装置,然后对微悬臂梁结构在不同真空度下进行振动测试,最后将实验、仿真和理论三种结果进行对比分析,对实验和有限元的正确性进行了验证。
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