2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、納機(jī)電系統(tǒng)(Nano-electromechanical System,NEMS)在基礎(chǔ)研究及應(yīng)用方面越來(lái)越受到人們的重視,小尺寸、高諧振頻率的NEMS諧振器可以做典型的納機(jī)電器件。由于石墨烯諧振器具有低功耗、高靈敏度、超小的質(zhì)量和超高的品質(zhì)因數(shù)等特點(diǎn),因此其在傳感器以及通信方面有著廣泛的應(yīng)用。
  當(dāng)諧振器尺寸進(jìn)入納米尺度后,在外加激勵(lì)的作用下很快就會(huì)進(jìn)入非線性區(qū)域,具有明顯的非線性效應(yīng)。在這種情況下,采用線性理論分析將會(huì)出現(xiàn)較

2、大的誤差,本文將引入非線性控制方程來(lái)分析石墨烯納米梁諧振器的振動(dòng)特性,并對(duì)石墨烯諧振器進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)仿真。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
  首先,對(duì)石墨烯的性質(zhì)和研究現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要介紹,并對(duì)目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于納機(jī)電諧振器的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
  其次,基于宏觀連續(xù)體模型理論,引入范德華力對(duì)諧振器振動(dòng)特性的影響,構(gòu)建了石墨烯納米梁諧振器在靜電驅(qū)動(dòng)方式下的非線性控制方程。通過(guò)有限差分法對(duì)諧振器的振動(dòng)特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,并利用頻譜分析方法 FF

3、T對(duì)數(shù)值動(dòng)態(tài)分析得到的時(shí)域撓度曲線進(jìn)行頻譜分析。數(shù)值仿真結(jié)果表明,在交流幅值不變的情況下,當(dāng)直流電壓較小時(shí),諧振器的頻率向右偏移,即出現(xiàn)“彈簧變硬”效應(yīng);當(dāng)直流電壓較大時(shí)諧振頻率向左偏移,即出現(xiàn)“彈簧變軟”效應(yīng)。并且這種頻率偏移受交流幅值的影響較小,主要受直流電壓的影響。
  最后,本文采用了一種在分子動(dòng)力學(xué)仿真中進(jìn)行的靜電力等效方法,基于分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)石墨烯諧振器在不同外力作用下的諧振頻率進(jìn)行模擬仿真和結(jié)果分析。將分子動(dòng)力學(xué)方

4、法和連續(xù)體模型理論方法的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明分子動(dòng)力學(xué)仿真得到的諧振頻率比連續(xù)體模型理論得到的諧振頻率高。這是因?yàn)樵?MD仿真過(guò)程中,對(duì)石墨烯納米梁施加外力的同時(shí)會(huì)有一個(gè)預(yù)張力存在,并且預(yù)張力會(huì)隨著外力的增大而增大。
  本文從連續(xù)體模型理論方法和分子動(dòng)力學(xué)方法兩方面對(duì)石墨烯納機(jī)電諧振器的非線性特性進(jìn)行了研究,為后續(xù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持,并為石墨烯納機(jī)電諧振器在質(zhì)量傳感器和力學(xué)傳感器方面的應(yīng)用提供一些理論參考。

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