长江学者和创新团队发展计划(IRT0508)
- 作品数：6 被引量：11H指数：3
- 相关作者：张向军温诗铸孟永钢王馨熊毅更多>>
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- 发文基金：长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 黏度对流固界面滑移影响的试验研究被引量：3
- 2009年
- 为了研究微纳米间隙下固液界面间流体的流动及输运特性,本文改进了商用的原子力显微镜,并利用其对微纳米间隙下固液界面的边界滑移现象进行了试验研究,重点考察了流体黏度对边界滑移的影响.固体壁面样品采用S i(100)表面,试验液体采用不同黏度的去离子水和蔗糖溶液.结果表明,S i(100)表面与去离子水和蔗糖溶液作用会发生边界滑移,而且随着溶液黏度的升高,滑移长度也随之升高,表现了边界滑移与流体黏度的相关性.所得结果对于微流体输运与控制有重要的理论意义与实际价值.
- 王馨张向军孟永钢温诗铸
- 关键词：AFM边界滑移
- 剪切率对微纳米间隙下流体边界滑移影响的试验研究被引量：5
- 2009年
- 为了研究微纳米间隙下固液界面间流体的流动特性,采用修饰的原子力显微镜针尖,针对微纳米间隙下受限液体的边界滑移现象,对边界滑移在不同趋近速度下的特性进行了试验研究。固体壁面为Si(100)表面,试验液体为去离子水。试验结果表明,当球-盘间隙大于某一临界间隙后,不发生边界滑移;名义趋近速度越小,固液界面开始发生滑移的临界间隙越小,表现出明显的速度相关性。为进一步探究滑移和运动速度相关的原因,研究了固液界面上流体剪切率的分布规律,研究结果证实,边界滑移与剪切率相关,但只有在达到某一极限剪切率时才会发生边界滑移。
- 王馨张向军孟永钢温诗铸
- 关键词：边界滑移
- 微纳间隙受限液体的界面黏着机理研究被引量：1
- 2009年
- 利用球-盘接触黏着试验仪对微量受限液体的界面黏着行为的研究发现:临界体积范围内(皮升到纳升)的受限液滴达到临界厚度后将出现自动铺展和瞬时收缩行为(分别对应球-盘趋进和分离过程),并同时提供一定幅值的法向黏着力及伴随出现力的突变;该界面黏着力与液滴体积、球的直径等相关,并很好地揭示了昆虫或树蛙爪垫与光滑表面间的湿黏着行为.在进一步试验的基础上,利用球—面接触模型的毛细黏着力公式对所观察到的试验现象进行了机理揭示,认为临界体积受限液滴出现的自动铺展和瞬时收缩行为与接触副的刚度相关,最大法向黏着力随液体体积的减小而减小,与接触副之间受限液体的中心区厚度有关.结合生物黏着爪垫进行了受限液体界面黏着控制机理的分析,可以指导仿生黏着爪垫的设计与控制.
- 熊毅张向军张晓昊温诗铸
- 通过介质层预注电荷提高射频微机电开关性能
- 2010年
- 为提高电容式静电驱动射频(radio frequency,RF)微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)开关的驱动与使用性能,进行了模拟仿真。分析发现:随着开关次数的增加,介质层积累的电荷可以引起电容-电压曲线的偏移,进而引起开关的失效。为了避免这样的失效,通过在界面介质层内预注入适量的静电荷,并采用相应的新的驱动模式,可以在不改变开关结构参数的条件下,将最佳驱动电源电压幅值降为约原设计幅值1/2。对仿真分析的结论进行相关实验,一定程度上验证了设想的可行性。同时分析还发现如果采用适当的介电层材料,利用界面预注入的静电荷可能可以减慢电荷在介电层中的积累速度,从而维持驱动电压的稳定并延长开关的使用寿命。
- 熊毅张向军温诗铸
- 运动速度与边界滑移相关性试验被引量：3
- 2009年
- 利用改进的原子力显微镜,针对微纳米间隙下固液界面的边界滑移现象进行了试验研究,重点考察了两固体表面的相对运动速度与边界滑移的关系.固体壁面样品采用亲疏水性不同的S i(100)表面和十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装膜表面,试验液体采用去离子水.结果表明,两种表面与去离子水作用均会产生边界滑移,而且在试验进行的39~156μm/s的相对趋近速度下,无论表面的浸润性质如何,滑移长度均随着运动速度升高而升高,显示了边界滑移与运动速度的相关性.
- 王馨张向军孟永钢温诗铸
- 关键词：原子力显微镜边界滑移
- 纳米级动态粘着接触的有限元模型与仿真被引量：1
- 2009年
- 对纳米级动态粘着接触过程进行仿真,是为了研究微纳米尺度的机电系统(如MEMS)中所存在的纳米级表面接触和摩擦,对系统进行减粘附设计。利用商用有限元分析软件ANSYS建立的纳米尺度的动态粘着接触模型,采用原子间Len-nard-Jones作用势函数来描述表面力,用数值求解的方法来描述基本球-盘模型的接触-分离行为,最终得到接触过程的力-位移曲线和粘着接触的分离点和粘着力的大小。将有限元粘着接触模型仿真所得结果与常用的接触模型(DMT模型、JKR模型)解析解对比,证明了有限元粘着接触模型的适用性。由于有限元模型不受接触副几何形状和材料性质的限制,可以进一步对表面形貌修饰后的粘性接触过程和多峰粘着接触过程进行仿真。
- 刘媛张向军
- 关键词：有限元法
