一、一、二阶释放模型在表面微机械中的应用（论文文献综述）
樊波[1]（2020）在《MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究》文中提出MEMS振动陀螺是基于科式效应和微机械加工工艺的角速度传感器。因其体积、功耗和成本方面具有无可比拟的优势,广泛应用在消费电子、汽车安全和工业自动化等领域。然而目前MEMS振动陀螺的精度受自身尺寸约束和加工工艺等问题限制,难以满足高端应用市场需求,因此实现高精度MEMS振动陀螺是最主要的研究课题之一。模态简并和高品质因数是实现高精度MEMS振动陀螺主要途径。其中盘式谐振陀螺是目前最具精度潜力的MEMS模态简并陀螺之一,然而制造过程中较大的相对工艺公差会引入频率裂解和阻尼非对称等结构误差,导致其灵敏度降低和零偏性能恶化。此外,部分能量损耗机制限制了高品质因数的实现。因此为了最大程度解决上述问题,本文以盘式谐振陀螺结构为参考,在陀螺动力学分析的基础上,充分利用微尺度下的物理特性,从结构对称性和能量损耗机制角度深入探究了高度对称高精度MEMS陀螺结构的设计方法。主要的研究内容和创新点如下:1、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究。基于MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型,确定频率对称性的影响因素。经探讨MEMS工艺的发展起源和掩模工艺特点,首次提出了线形结构工艺公差小于弧形结构的设想。基于设想,设计了全线形结构的类蛛网状盘式谐振陀螺（CDRG）,且在同片晶圆上并排加工了频率相近的圆环状盘式谐振陀螺（RDRG）用以对比研究。最后结合理论、仿真和实验结果对比验证了这个设想。实验数据表明CDRGs最小制造相对频率裂解仅为29.9ppm,均值为79.1ppm,不足RDRGs的1/7,是迄今文献报道的MEMS轴对称陀螺中制造相对频率裂解均值和波动范围最小的一类陀螺结构。其优秀的频率对称性可实现低压模态匹配,降低了ASIC测控电路集成难度。2、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称性研究。针对存在部分能量损耗机制限制品质因数提升这一问题,全面建立类蛛网状盘式谐振陀螺的各个能量损耗机制理论模型。首先基于修正连续流体模型和能量传递模型推导了陀螺的气体阻尼解析模型;并依据Zener解析模型和COMSOL有限元模型分别估算了热弹性阻尼,继而利用完美匹配层法求解锚点阻尼,最后对品质因数进行测试验证。能量传递模型对应的总能量损耗机制理论模型估计值与实验结果非常吻合,品质因数温度系数误差不超过2%。此外,首次提出了晶向误差模型和环宽非均匀等效误差模型对阻尼非对称误差机理进行了分析,与实验结果部分符合。3、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构特性分析及性能测试以实现高性能陀螺结构的角度出发,通过模态叠加法和过载应力法分析MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的动力学特性和抗冲击能力,采用参数法确定谐振器结构尺寸,推导了电容换能器的静电激励和电容检测数学模型。并对结构非线性特性展开了研究,发现设计的电容换能器在谐振器的振幅放大效应下可有效降低了非线性效应。最后对比测试了CDRG和RDRG的性能。在力再平衡模式下,CDRG锁定最大位移时最佳性能:标度因子、零偏不稳定性和角度随机游走分别为98.1 m V/（°/s）、0.004°/√h和0.187°/h。与RDRG相比,其性能指标分别提高了112%、700%和314%。这些均表明MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺具有实现高精度陀螺巨大潜力。
王子[2]（2020）在《抗过载双质量块微机械陀螺结构设计与分析》文中进行了进一步梳理微机械陀螺是利用科氏效应来测量外界角速率信号的传感器,具有尺寸小、成本低、功耗低和可靠性高等优点,被广泛应用于定位导航和军工装备领域,近些年作为制导炮弹的惯性器件,也是其重要的发展方向,由于制导炮弹的发射过载很大,因此提出了抗高过载环境的适应性要求。本文设计了一种抗过载双质量块微机械陀螺结构,并对其结构性能、力学特性以及抗过载能力进行了分析与验证。主要研究内容如下:（1）论文通过对微机械陀螺工作原理、过载冲击原理和结构失效机理的分析,确定了抗过载双质量块结构的布局方案,并对微机械陀螺的弹性梁、机械耦合机构、驱动检测机构以及缓冲止挡抗过载机构进行了结构设计与参数计算。（2）针对设计的抗过载微机械陀螺进行了结构性能和力学特性的仿真分析,模态分析显示,双质量块结构反相模态的频率低于同向模态且实现了分离;抗过载性能分析显示,结构在三个方向的抗过载能力分别为16800g,15200g,20000g;并进一步通过振动特性分析、重力分析和热固耦合分析对结构性能和强度进行了分析验证。（3）对整个双质量块微机械陀螺进行了系统性能分析,计算了结构的品质因数、灵敏度、带宽以及热机械噪声,建立了驱动模块、检测模块、信号处理模块和带缓冲止挡机构的抗过载模块,通过对输入信号的调制解调,实现了角速率到电学信号的转换,得到了双质量块微陀螺的总灵敏度为3.18×10-4pF/（o/s）,且系统的抗过载性能满足要求。（4）最后进行了工艺设计,提出了工艺方案、工艺流程、光刻版图,以及封装方案与流程,为进一步样品的加工提供支持。以上研究成果可为抗过载微机械陀螺的结构设计、性能分析以及加工制造提供参考。
孟木子[3]（2020）在《基于MEMS多层梁结构工艺偏差的不确定性量化研究》文中研究说明随着微电子机械系统（MEMS,Micro-Electro-Mechanical System）设计复杂度日益增加,使得精确的工艺控制越来越困难,而工艺偏差带来的MEMS器件几何尺寸和力学参数的不确定性,可能导致器件的工作状态以及性能参数与设计目标产生偏离。为了实现稳健的MEMS工程设计和最佳决策,需要借助高效的随机性求解器（Stochastic Solvers）来量化不确定性对复杂系统性能的影响。因此,不确定性量化分析在器件的设计初期将可能出现的工艺偏差考虑进来,以实现MEMS结构性能参数和良率的准确预测,并提出优化设计方案,研发出对工艺偏差敏感度低且高良率的器件,以缩短开发周期和降低生产成本。本论文主要研究MEMS多层薄膜梁结构工艺偏差下的不确定性量化问题,将基于Pizeo MUMPs工艺的三层悬臂梁和双层双端固支梁作为研究对象,提出随机工艺偏差下多层梁谐振频率的不确定量化算法,同时将不确定性量化算法应用到力学参数在线提取研究中,为MEMS薄膜结构的优化设计提供指导。本论文的主要工作包括:第一,从多层梁弹性理论着手,结合不同类型多层薄膜梁的边界条件,建立了多层微机械薄膜双端固支梁和悬臂梁谐振模型,随后利用有限元仿真工具COMSOL证明了该模型的合理性和准确性。同时,针对谐振模型的精确解和近似解之间的误差精度作出比较,发现模型的近似对大尺寸梁的谐振特性有着较小的影响,为了兼顾数值计算的时间和精确度,本文针对大尺寸梁采用近似模型,而小尺寸梁仍然使用精确模型,为多层梁谐振频率的不确定性量化提供了理论基础。第二,随机工艺偏差下多层梁谐振频率的不确定性量化研究以三层悬臂薄膜梁作为研究对象,由于近似解析公式的精度不同,研究分成两个方向,大尺寸梁选择显性而且可解析的近似表达式,而小尺寸梁使用不可直接求解的偏微分方程,分别采用多维多项式插值拟合算法（PIF）和随机重心插值配点法（SBICM）作谐振频率的不确定性分析,所得结果与蒙特卡罗仿真进行了对比验证,高效且准确地预测出谐振频率的概率密度分布情况和良率。同时,为了提高小尺寸梁的良率,针对尺寸参数提出设计优化方案,有效地提高了该工艺线上结构的成品率。第三,以双层双端固支梁作为研究对象,在不破坏测试结构的条件下提出MEMS结构力学参数在线提取算法。在不考虑多层梁膜厚工艺偏差的情况下,改进后的牛顿下山法（OND）解决了迭代过程中内存溢出问题,加快了收敛的速度,提高了迭代的效率和精度。考虑多层梁膜厚工艺偏差的影响,将OND算法与PIF算法相结合,成功地预测出双层双端固支梁各层材料杨氏模量和残余应力的随机分布。最后,针对在线提取算法和多层梁测试结构做出优化,可以得到更加精确的在线提取结果以及稳定的测试结构。
严与星[4]（2020）在《隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究》文中研究指明隧穿型加速度计都有很高灵敏度,但是隧穿结局部电流过大,一般的隧穿结材料容易发生电迁移现象,导致隧穿型加速度计的灵敏度越来越低,大大降低了隧穿型加速度计的实际工作性能。本文利用石墨烯材料则可以有效的避免电迁移现象的产生,根据石墨烯的工艺特点,结合具体情况设计了六种石墨烯悬臂的结构形式。通过对质量块的尺寸和悬臂结构的设计,可以大大提高隧穿型石墨烯MEMS加速度计的灵敏度。利用仿真软件COMSOL对石墨烯的六种结构形式进行设计与仿真分析,根据隧穿型加速度计的工作原理,提出了六种石墨烯悬臂的常用结构,分别是单边单悬臂、单边双悬臂、单边“S”型双悬臂、双边单悬臂、双边双悬臂、双边“S”型双悬臂。石墨烯悬臂的模态进行了较为详细的分析,得出了六种石墨烯悬臂的前六阶特征频率与振型图。对所设计的六种石墨烯悬臂的弧长随惯性力作用下的变化进行仿真。由于石墨烯悬臂主要是用来感应加速度变化的,因此需要先研究石墨烯悬臂与惯性力对应关系。本文仿真出了石墨烯悬臂随惯性力的弧长变化情况。单边悬臂和双边悬臂不管在弧长的变化形式,还是在位移量的变化程度上都有各自的特点,但是单纯的石墨烯悬臂对加速度的敏感程度不是很高。因此本文特地加入了石墨烯悬臂与金材料的质量块结合后的情况分析,通过仿真结果可以发现质量块可以大幅提高加速度计的灵敏度。对石墨烯悬臂与驱动电压的影响关系进行研究。我发现石墨烯材料对驱动电压非常敏感,很小的电压都可以导致石墨烯很大的形变,石墨烯悬臂实际工作情况时可以抬高石墨烯悬臂与驱动电极之间的距离。对所得的仿真结果进行了对应的拟合分析,得出了一些经验公式的参数。对加速度计进行固体力学和静电场的多物理场耦合分析。由于加速度计实际工作环境是惯性力与驱动电压的耦合作用,所以本文对加速度进行了固体力学和静电场的多物理耦合仿真分析并结合实验室已有的设备设计了加速度计的测试平台,并且为所设计的测试平台编写了对应的信号读取代码。
陈时荣[5]（2020）在《扭转MEMS光开关的Pull-in分析与阻尼补偿输入整形控制》文中进行了进一步梳理MEMS光开关以其响应速度快、空间光交换、微型化以及与传统CMOS工艺兼容等优点,已经成为了通信应用中数据交换的重要构件。在MEMS光开关的产业链中,国内的个别公司一般只对芯片进行后端封装,无法设计与制造一款性能优异的扭转MEMS光开关,原因之一是对垂直梳齿MEMS光开关的pull-in现象与力学特性研究还不够深入。而且市场上大部分MEMS光开关用单阶跃控制器实现光开关的控制,光开关在目标位置周围剧烈震荡,减缓开关响应速度。为了解决这些问题,本文首先对MEMS光开关建立动力学模型并验证其静态模型的有效性,为后面的控制器分析打下基础。其次在建立模型的基础上,分析了pull-in效应,通过构造满量程光开关,详细地介绍了如何消除pull-in效应,并分析了关键尺寸参数对驱动曲线的影响。然后分析MEMS光开关在不同控制器下的动态响应,对能量守恒的输入整形控制器进行2倍阻尼损耗补偿,能明显改善残余震荡,加速响应速度。最后分析补偿阻尼损耗的能量守恒输入整形控制器对转动惯量Iθ与阻尼系数c的鲁棒性,发现该控制器对5%的转动惯量误差以及15%的阻尼系数误差仍然有较好的动态响应。
梁留洋[6]（2020）在《新型电容式微机械超声传感器结构设计与仿真》文中认为超声成像是现代医学成像的主要方法之一。与其他医学成像技术相比,超声成像技术对人体软组织的鉴别能力方面强且无电离辐射,应用广泛。然而,超声图像清晰度低的弱点限制了其应用。近年来出现的基于MEMS技术制造的电容式微机械超声传感器（CMUT）具有灵敏度高、无需匹配层、易于加工、频带宽等特点,使超声成像又成为医学成像的热点。尽管如此,超声图像的清晰度仍然是阻碍超声成像扩大应用的屏障。因此,提高医学超声成像的分辨率,扩大其应用显得尤为重要。本文提出了一种新型电容式微机械超声传感器,通过增加传感器的频带宽提高超声图像的分辨率,可同时应用于医学超声成像和治疗,且可应用于多频需求。首先分析了CMUT的工作原理,通过一阶集总模型,分析CMUT的塌陷电压,利用梅森等效电路模型,分析薄膜的机械阻抗、有效电容特性参数。对应用于新型CMUT方形振膜挠度和共振频率进行了公式推导,为设计新型CMUT奠定理论基础。使用有限元仿真软件对方形振膜建立了三维模型,并进行了仿真分析,验证了应用于新型CMUT方形振膜理论推导公式的有效性。然后,建立了传感器增益公式并进行了研究,在此基础上对CMUT在发射和接收模式下的性能影响因素进行了分析。在发射模式下,分析了薄膜边长、间隙高度、共振频率等因素对CMUT带宽、以及衬底厚度对压力带宽积的影响。通过分析可知,在发射模式下随着薄膜边长的增加,在初始阶段,CMUT的压力带宽积随之增加,之后压力带宽积会趋于一个稳定值,但带宽很小。而且,在发射模式下,带宽与间隙高度无关。所以如果工作在发射模式下需要更大的发射声压,此时可以忽略间隙高度对带宽的影响。在接收模式下,分析了薄膜边长、电极位置、介质阻抗、间隙高度对CMUT带宽的影响。可以得出,介质声阻抗、薄膜边长、厚度都会影响增益带宽积和带宽,同时也分析了间隙高度对增益带宽积和带宽的影响。当薄膜边长不断增大时,带宽会降低而传感器增益会增加。基于以上CMUT性能分析,设计了新型CMUT的高频和低频结构参数。对新型CMUT结构进行设计与仿真,包括CMUT薄膜的自然频等。此外对新型CMUT进行了机电耦合仿真分析。将传统单频和新型CMUT结构性能对比分析,通过分析结果可以得出:新型CMUT具有更宽的带宽,可提高超声图像的分辨率。最后,对新型CMUT加工工艺流程进行了设计,并对关键工艺进行了分析。
宋绪成[7]（2019）在《基于MRT-LBM方法的微机械谐振器件滑移膜和挤压膜阻尼数值仿真研究》文中进行了进一步梳理微机械谐振器作为MEMS中最常见的基础部件,其尺寸常接近于微米或者微纳米级别。由于微尺度效应的影响,气体阻尼对其品质因数有着至关重要的作用。因此,在设计初始阶段,如何精准地模拟出器件的气体阻尼效应就成为了一个研究重点。本文首先分析前人滑移膜和挤压膜气体阻尼模型,发现对于过渡区内MEMS谐振器滑移膜和挤压膜阻尼问题,基于连续介质的雷诺方程模型,由于气体的稀薄性导致模型不在适用,且修正后的模型多为经验模型,缺乏理论基础。而分子动力学方法,如直接蒙特卡洛法（DSMC）,虽然可以有效地处理稀薄状态下的气体阻尼问题,但通常计算量很大,且存在一定的统计噪声。在此基础上,首次提出了一种更加高效而准确地多松弛时间格子玻尔兹曼模型（MRT-LBM）,来模拟过渡区中MEMS谐振器的气体阻尼效应,并利用努森数层模型将微尺度下的壁面效应和气体稀薄效应,引入松弛时间的修正中。然后确定两类气体阻尼问题在MRT-LBM中的关键参数以及边界条件,利用MATLAB编写相应的仿真程序,并根据LBM方法格子收敛的特点,分别验证两组程序的收敛性,完成MRT-LBM滑移膜和挤压膜阻尼模型的建立。在滑移膜阻尼问题中,对比本文MRT-LBM与DSMC模型、高阶格子Boltzmann模型的板间速度分布曲线和不同反弹组合系数下,速度分布曲线的吻合度。验证修正后的MRT-LBM模拟过渡区平板滑移膜阻尼的有效性,利用该方法分析了努森数、斯托克斯数和板间间隙对滑移膜阻尼的影响。在挤压膜阻尼问题中,利用修正后的MRT-LBM对两类矩形板结构的挤压膜阻尼进行数值分析,将本模型所得结果与实验数据、Veijola的修正雷诺方程模型和Hutcherson的分子动力学模型的结果相对比,验证了本文MRT-LBM处理过渡区平板挤压膜阻尼问题的能力。结果显示,在过渡区中本文模型与实验结果更加吻合,并使用该模型讨论了不同气体状态和结构尺寸对挤压膜阻尼的影响。最后得出对于过渡区内平板滑移膜和挤压膜阻尼这两类问题,本文提出的MRT-LBM具有较高的有效性和准确性。
吴宗泽[8]（2019）在《MEMS工艺流程的三维物理仿真研究》文中研究说明MEMS传感器结构的工艺加工制造需要复杂的工艺流程。如果仅通过实验加工与测试来完成传感器的功能验证以及器件结构的优化,会耗费大量的时间和成本。通过使用MEMS计算机辅助设计技术,可以在工艺加工、器件优化和系统测试等多个环节上缩短研发时间和器件生产周期。在传感器制造加工过程中,通过刻蚀和淀积工艺技术的组合可以在硅衬底上加工出复杂的三维传感器结构。常用的加工工艺有:反应离子刻蚀、“Bosch”工艺以及低压化学气相沉积工艺。本文主要研究工艺级的仿真模型,通过工艺仿真,实现对传感器结构加工形貌的预测。对于等离子体刻蚀工艺仿真,本文通过研究等离子体的基本特性以及等离子体鞘层的形成机制,基于质点网格（PIC）算法建立了二维等离子体仿真模型,通过蒙特卡洛碰撞算法对等离子体内部粒子的各种碰撞类型进行了模拟。一方面,通过等离子体仿真模型,得到了更符合物理实际的粒子分布,提高了工艺仿真模型的可靠性和精度。另一方面,对等离子体的研究与仿真既能够了解等离子体工艺的底层物理机制,也能够帮助优化等离子体工艺腔室的结构设计。与其他工艺仿真模型相比,本文模拟了粒子在实际加工过程中的输运过程。在三维工艺仿真模型中,使用射线追踪算法模拟粒子的输运过程,通过窄带水平集算法实现了工艺加工表面的更新和演化。最后将深孔刻蚀以及薄膜淀积刻蚀实验与工艺仿真结果对比,验证了工艺仿真模型的可靠性。
王松[9]（2019）在《PDMS基微透镜阵列的设计、制造和表征》文中指出微机电系统发展的一大趋势是与光学相结合形成微光机电系统,而微光机电系统的发展离不开微小光学的支撑。微透镜阵列作为微小光学元件的重要组成部分在成像、传感、点光源器件和光学互联等方面已经变得不可或缺。PDMS基磁流变弹性体薄膜是将纳米磁性颗粒混入PDMS基体中并采用特殊的方法制作成的一种具有微米级厚度的光学薄膜。本课题组已经制备并测试过这种薄膜其结果表明在外磁场的作用下该薄膜的光学特性将会发生改变。基于这样的结果本论文首先创新地设计两种PDMS微透镜阵列并进行了制造和表征测试,然后将已有PDMS微透镜阵列的制造方法结合PDMS基磁流变弹性体光学薄膜创新性地设计出PDMS基磁响应微透镜阵列。首先是PDMS薄膜微透镜阵列,其主要原理是利用机械挠曲将平面薄膜变成微透镜阵列结构。理论上分析了凹槽挤压薄膜模型并用ANSYS仿真得出薄膜截面的变形图。设计了PDMS薄膜微透镜阵列的制作方法,利用了SU-8厚胶光刻技术和旋涂工艺等手段制得PDMS薄膜微透镜阵列。对制备的样品进行了几何表征和光学性能测试得到了很好的测试结果。然后本文将介绍一种新颖的制造微透镜阵列的方法。我们创新地利用了液相与微结构表面接触时形成的液面形貌成功地制造出了SU-8微透镜阵列凹模和PDMS微透镜阵列。分析不同润湿模型下的液面形貌并确定了Cassie模型为形成微透镜阵列凹模的理想模型。为了确保处于液相SU-8与PDMS表面微结构处于Cassie润湿模型,分析了PDMS表面微结构的几何参数的影响并采用倒扣的接触方式。对制备的样品进行了几何表征和光学性能测试得到了很好的测试结果。最后本文将以PDMS磁流变弹性体光学薄膜为基础初步设计和制造磁响应微透镜阵列。介绍了PDMS磁流变弹性体光学薄膜的磁响应机理,讨论了一种PDMS-Fe3O4磁响应光学薄膜在磁场下的特性。在本文光刻胶凹模制备方法的基础上设计并制造了水平链和垂直链的PDMS基双层结构磁响应微透镜阵列。对制备的两种磁响应微透镜阵列进行表征测试结果表明微透镜阵列结构质量良好成像清晰,且水平链比垂直链结构的成像更加清晰,并提出来提高磁响应微透镜阵列光学性能的方法是减少颗粒聚集。在本文结尾,同样利用PDMS-Fe3O4磁响应光学薄膜设计了一种PDMS基磁响应薄膜微透镜阵列。
潘五九[10]（2018）在《结合面微接触分形建模及振动摩擦耦合动力学特性研究》文中研究指明机械结构中存在着大量的结合面,结合面上的动态特性对整个机械系统的动力学特性有着重要的影响,它影响着机械系统的摩擦磨损、润滑密封、刚度阻尼及振动噪声等特性。多年以来,世界各国的专家学者或从宏观的接触特性与参数辨识角度,或从不同尺度上的微观角度进行着动态特性的研究,对机械中的典型结合面进行了大量的理论、有限元仿真和试验研究,提出了很多计算模型和求解方法。由于现代机械的动态特性向着高速度、高精度和轻量化方向不断发展,这就使得如何对机械结合面进行动态特性计算成为当今机械设计的关键问题。目前来说,对于如何通过建立接触理论模型来分析典型结合面的动态特性,主要有两大理论:一是统计理论;一是分形理论。统计理论受限于测量仪器精度和采样长度,而分形理论则能描述出全部的表面形貌信息,不受测量仪器影响。因为宏观上看上去光滑精细的机械零部件表面,若从微观角度来观察则在各个不同的测量尺度上其表面均呈现出大大小小的高低起伏的微凸体,显得粗糙不堪,这些粗糙微凸体形成了零部件表面的粗糙度,而且这些微凸体的分布呈现出自相似特性,因此运用分形理论加以描述将更加合适。相互装配的零部件间结合面的接触,实际上是粗糙微凸体间的接触,所以微凸体的接触变形机制决定了结合面的动态特性。本文在国家自然科学基金面上项目及中央高校基本科研业务费专项资金资助下,研究了结合面上的微接触特性及其振动摩擦耦合动力学特性。结合面的动态特性影响着整机的静、动态性能,进而表现为影响整机的启停精度、运行精度、加工精度及振动稳定性问题。全文基于修正的三维分形接触理论,对结合面动态特性进行建模,给出结合面的接触刚度、接触阻尼、摩擦力和磨损等分形预测模型,以便从微观影响宏观的整体思路展开研究。这样的思路不仅为系统后续的整体理论建模提供依据,还为理解和改善宏观系统的振动一摩擦耦合特性提供参考。论文的主要研究内容有:（1）建立了平面间的法向、切向分形接触刚度模型和法向、切向分形接触阻尼模型,以及界面的静摩擦因数模型和滑动摩擦力模型,分析了界面参数对各模型的影响。基于三维分形理论和赫兹理论,考虑了表面形貌的三维分形特性、微凸体的弹塑性过渡变形机制和界面间动摩擦因数的影响,详细分析分析了分形维数、分形粗糙度、最大微凸体接触面积和动摩擦因数等参数对相关分形模型的影响。（2）建立了圆柱面间和球面间的法向、切向分形接触刚度模型和法向、切向分形接触阻尼模型,分析了分形参数和几何尺寸参数对各模型的影响。基于前文建立的平面间接触分形模型基础上,建立了圆柱面间和球面间分形接触模型,详细分析了分形参数D、G,及摩擦因数μ,材料特性参数Φ,接触线长度L、圆柱半径R和不同接触形式对各模型的影响。（3）建立了含界面形貌的振动传递路径模型、黏着力接触分形模型、磨损分形模型和界面瞬现温度分形模型,分析了界面振动非线性响应及热失稳特性。基于微观三维接触形貌特性,详细分析了界面振动传递率和界面介入损失率频率响应,以及界面分形维数D、分形粗糙度G和摩擦因数μ等参数对界面各分形模型的影响。（4）建立了车辆制动结合面的典型模态耦合模型,完成了平面结合面的振动摩擦耦合分析。基于工程中的车辆制动系统,将其抽象成一个两自由度的典型模态耦合模型,详细分析了颤振系统在结合面刚度比、摩擦因数及阻尼比等参数下的稳定性和非线性特性,并基于颤振系统振动与噪声的有限元分析和实测试验,完成了理论分析和实测结果的验证。通过研究,归纳出了本文的主要研究结论,指出了本文的创新点和不足点,并对未来的研究方向给出展望。
二、一、二阶释放模型在表面微机械中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一、二阶释放模型在表面微机械中的应用（论文提纲范文）
（1）MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 MEMS轴对称陀螺国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的选题和主体框架: |
| 第二章 微机械轴对称陀螺基本理论 |
| 2.1 科里奥利效应 |
| 2.2 轴对称陀螺仪动力学 |
| 2.3 主要性能指标分析 |
| 2.3.1 分辨率 |
| 2.3.2 灵敏度 |
| 2.3.3 带宽 |
| 2.3.4 零偏及零偏不稳定性 |
| 2.3.5 其他主要性能指标 |
| 2.4 模态耦合误差 |
| 2.4.1 刚度耦合误差 |
| 2.4.2 阻尼耦合误差 |
| 2.5 工作模式 |
| 2.5.1 开环模式 |
| 2.5.2 力再平衡模式 |
| 2.5.3 全角模式 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究 |
| 3.1 MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型 |
| 3.2 频率裂解抑制途径及设想方案 |
| 3.3 实验样机设计及制造工艺 |
| 3.3.1 实验样机设计 |
| 3.3.2 制造工艺 |
| 3.4 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的相对频率裂解敏感度分析 |
| 3.4.1 结构误差理论模型分析 |
| 3.4.2 加工误差仿真模型分析 |
| 3.5 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的测试结果对比 |
| 3.5.1 频率响应测试 |
| 3.5.2 温度稳定性测试 |
| 3.6 对比验证 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称误差研究 |
| 4.1 能量耗散与Q的关系 |
| 4.2 气体阻尼损耗机制 |
| 4.2.1 修正连续流体模型 |
| 4.2.2 能量传递模型 |
| 4.3 热弹性阻尼损耗机制 |
| 4.3.1 Zener解析模型 |
| 4.3.2 COMSOL有限元模型 |
| 4.4 锚点阻尼损耗机制 |
| 4.5 其他阻尼损耗机制 |
| 4.5.1 表面阻尼损耗机制 |
| 4.5.2 电子阻尼损耗机制 |
| 4.5.3 Akhiezer阻尼损耗机制 |
| 4.6 阻尼非对称误差机理理论分析 |
| 4.6.1 气体阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.6.2 热弹性阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.7 实验验证 |
| 4.7.1 能量损耗机制理论模型测试验证 |
| 4.7.2 阻尼非对称误差机理理论模型测试验证 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的结构特性分析及性能测试 |
| 5.1 陀螺结构设计方案 |
| 5.2 谐振器结构特性分析 |
| 5.2.1 模态分析 |
| 5.2.2 过载分析 |
| 5.2.3 参数设计 |
| 5.2.4 振幅放大效应 |
| 5.3 电容换能器结构特性分析 |
| 5.3.1 静电激励 |
| 5.3.2 电容检测 |
| 5.3.3 刚度调谐 |
| 5.4 非线性效应 |
| 5.4.1 静电非线性效应 |
| 5.4.2 电容非线性效应 |
| 5.5 力再平衡闭环检测 |
| 5.6 性能评估 |
| 5.6.1 模态匹配 |
| 5.6.2 非线性测试 |
| 5.6.3 标度因子测试 |
| 5.6.4 零偏稳定性测试 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）抗过载双质量块微机械陀螺结构设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 微机械陀螺的研究发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和章节安排 |
| 2.微机械陀螺的理论分析 |
| 2.1 科氏效应的原理 |
| 2.2 微机械陀螺动力学特性分析 |
| 2.2.1 单质量块微机械陀螺振动特性 |
| 2.2.2 双质量块微机械陀螺振动特性 |
| 2.3 微机械陀螺的阻尼分析 |
| 2.3.1 空气阻尼 |
| 2.3.2 热弹性阻尼 |
| 2.4 驱动与检测方式分析 |
| 2.4.1 静电驱动原理 |
| 2.4.2 电容检测原理 |
| 2.5 抗过载微机械陀螺结构设计理论分析 |
| 2.5.1 过载环境冲击原理 |
| 2.5.2 过载环境中微陀螺结构失效机理 |
| 2.5.3 双质量块微机械陀螺抗过载原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.抗过载双质量块微机械陀螺结构设计 |
| 3.1 双质量块微机械陀螺结构方案设计与规划 |
| 3.1.1 全解耦设计 |
| 3.1.2 结构布局设计 |
| 3.1.3 基本性能指标规划 |
| 3.2 支撑弹性梁结构设计 |
| 3.3 机械耦合机构设计 |
| 3.3.1 驱动方向耦合机构设计 |
| 3.3.2 检测方向耦合机构设计 |
| 3.4 驱动与检测机构设计 |
| 3.4.1 静电驱动机构设计 |
| 3.4.2 电容检测机构设计 |
| 3.5 缓冲止挡抗过载机构设计 |
| 3.6 双质量块微机械陀螺尺寸与结构参数计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 4.双质量块微机械陀螺结构性能与力学特性分析 |
| 4.1 静态仿真分析 |
| 4.2 模态分析 |
| 4.1.1 单侧质量块结构的分析与尺寸优化 |
| 4.1.2 双质量块微陀螺的模态分析 |
| 4.3 振动特性分析 |
| 4.3.1 谐响应分析 |
| 4.3.2 瞬态分析 |
| 4.4 抗过载性能分析 |
| 4.4.1 无缓冲止挡机构下结构抗过载能力分析 |
| 4.4.2 有缓冲止挡机构下结构抗过载能力分析 |
| 4.4.3 缓冲止挡机构尺寸优化 |
| 4.5 重力分析 |
| 4.6 热固耦合下的结构性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5.双质量块微机械陀螺系统性能分析 |
| 5.1 基本性能分析与参数计算 |
| 5.1.1 品质因数计算 |
| 5.1.2 频率匹配度分析与带宽计算 |
| 5.1.3 灵敏度计算 |
| 5.2 热机械噪声分析 |
| 5.3 双质量块微机械陀螺系统建模与分析 |
| 5.3.1 驱动模块的建立与信号分析 |
| 5.3.2 检测模块的建立与信号分析 |
| 5.3.3 信号处理模块的建立与分析 |
| 5.3.4 缓冲止挡机构下抗过载模块的建立与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.双质量块微机械陀螺工艺设计 |
| 6.1 常见的MEMS制造技术 |
| 6.2 工艺方案设计 |
| 6.3 工艺流程设计 |
| 6.3.1 硅键合锚区加工工艺流程 |
| 6.3.2 玻璃基底布线工艺流程 |
| 6.3.3 硅微陀螺结构加工工艺流程 |
| 6.4 光刻版图绘制 |
| 6.5 器件封装设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 7.总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于MEMS多层梁结构工艺偏差的不确定性量化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS概述 |
| 1.1.1 MEMS定义 |
| 1.1.2 MEMS发展历程 |
| 1.1.3 MEMS的特点和应用 |
| 1.2 MEMS器件不确定性量化分析的背景及意义 |
| 1.2.1 工艺加工过程中的不确定性 |
| 1.2.2 不确定性量化的必要性 |
| 1.2.3 不确定性量化的随机模型 |
| 1.2.4 不确定性量化的意义以及切入点 |
| 1.3 不确定性量化相关研究进展 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 第二章 针对工艺偏差的不确定性量化分析算法 |
| 2.1 侵入式求解器和非侵入式求解器 |
| 2.2 蒙特卡洛法 |
| 2.3 回归算法 |
| 2.4 多维多项式插值拟合算法 |
| 2.4.1 网格节点插值法 |
| 2.4.2 散乱节点插值法 |
| 2.5 随机谱方法 |
| 2.5.1 随机伽辽金 |
| 2.5.2 随机配点法 |
| 2.5.3 随机重心插值配点法 |
| 2.6 高维空间采样点选取 |
| 2.6.1 基于最大范数的稀疏网格采样点法 |
| 2.6.2 基于最大范数无边界的稀疏网格采样点法 |
| 2.6.3 基于Smolyak算法的稀疏网格采样点法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 MEMS多层梁测试结构设计及实验结果分析 |
| 3.1 MEMS多层梁谐振模型 |
| 3.1.1 谐振模型中的基本物理量 |
| 3.1.2 多层双端固支梁谐振模型 |
| 3.1.3 多层悬臂梁谐振模型 |
| 3.2 工艺流程与版图设计 |
| 3.2.1 PiezoMUMPs工艺介绍 |
| 3.2.2 表面微加工工艺流程 |
| 3.2.3 PiezoMUMPs设计规则 |
| 3.2.4 版图设计 |
| 3.3 流片结果与测试方法 |
| 3.3.1 PiezoMUMPs工艺流片结果 |
| 3.3.2 测试方法原理和步骤 |
| 3.4 有限元模拟与验证 |
| 3.4.1 有限元模拟建立 |
| 3.4.2 有限元仿真验证谐振频率 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 随机工艺偏差下多层梁谐振频率的不确定性量化 |
| 4.1 不确定性量化思路和算法路线 |
| 4.2 输入参数的高斯拟合 |
| 4.2.1 大尺寸悬臂梁的高斯拟合 |
| 4.2.2 小尺寸悬臂梁的高斯拟合 |
| 4.3 输入参数的敏感度分析 |
| 4.3.1 局部敏感度分析法 |
| 4.3.2 全局敏感度分析——Sobol法 |
| 4.4 三层悬臂梁谐振频率的不确定性量化 |
| 4.4.1 大尺寸悬臂梁不确定性量化 |
| 4.4.2 小尺寸悬臂梁不确定性量化 |
| 4.5 良率分析以及设计优化 |
| 4.5.1 良率分析 |
| 4.5.2 优化设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 随机工艺偏差下多层薄膜梁力学参数在线提取研究 |
| 5.1 力学参数在线提取思路 |
| 5.2 力学参数在线提取模型 |
| 5.3 力学参数提取算法分析 |
| 5.3.1 牛顿迭代法 |
| 5.3.2 牛顿下山法 |
| 5.3.3 改进后的牛顿下山法 |
| 5.4 杨氏模量和残余应力提取结果分析及优化设计 |
| 5.4.1 不考虑膜厚的工艺偏差 |
| 5.4.2 考虑膜厚的工艺偏差 |
| 5.4.3 优化设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题的意义 |
| 1.2 国内外MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.2.1 国外MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.2.2 国内MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.3 MEMS加速度计加工工艺的概述 |
| 1.4 石墨烯在隧穿型加速度计制作中的应用 |
| 1.5 本文的工作介绍 |
| 第2章 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多物理仿真软件COMSOL的简介 |
| 2.3 隧穿型加速度计的工作原理 |
| 2.4 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的工艺介绍 |
| 2.4.1 掩膜板图案的设计 |
| 2.4.2 电极制作的工艺流程图 |
| 2.5 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的结构设计 |
| 2.5.1 仿真模型的结构设计 |
| 2.5.2 参数化模型的材料属性设置 |
| 2.5.3 网格划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 石墨烯悬臂的理论模型与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 悬臂的理论分析 |
| 3.2.1 单端固定悬臂 |
| 3.2.2 双端固定悬臂 |
| 3.3 理论模型总结 |
| 3.4 石墨烯悬臂的模态分析 |
| 3.4.1 单边单悬臂的前六阶振型 |
| 3.4.2 单边双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.3 单边“S”型双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.4 双边单悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.5 双边双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.6 双边“S”型双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.5 物理场对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.1 加速度对对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.2 驱动电压对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.3 惯性力与驱动电压耦合对悬臂挠度的影响 |
| 3.6 石墨烯结构的仿真总结 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 真空控温探针测试平台的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测试平台的设计思路 |
| 4.3 测试平台的结构设计与搭建 |
| 4.4 加速度计信号的通信和数据处理 |
| 4.4.1 加速度计信号读取和传输 |
| 4.4.2 MATLAB读取程序的编写 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）扭转MEMS光开关的Pull-in分析与阻尼补偿输入整形控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景 |
| §1.2 MEMS光开关结构与原理 |
| §1.3 光开关的应用 |
| §1.3.1 光通信应用 |
| §1.3.2 投影 |
| §1.3.3 激光雷达 |
| §1.4 控制器研究现状 |
| §1.4.1 闭环控制器 |
| §1.4.2 输入整形控制器 |
| §1.5 课题研究内容 |
| 第二章 输入整形控制理论的基础知识 |
| §2.1 输入整形控制理论的提出 |
| §2.2 输入整形控制器及其原理 |
| §2.2.1 Posicast控制 |
| §2.2.2 ZV整形控制器 |
| §2.2.3 多阶跃输入整形控制器 |
| §2.2.4 基于能量守恒的输入整形控制器 |
| §2.3 本章小结 |
| 第三章 MEMS光开关建模 |
| §3.1 静电扭矩 |
| §3.1.1 平行电容板静电扭矩 |
| §3.1.2 非规则驱动器静电扭转 |
| §3.2 梁扭矩 |
| §3.3 转动惯量 |
| §3.4 阻尼系数 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 MEMS光开关制作与静态实验 |
| §4.1 器件封装 |
| §4.2 静态测量实验 |
| §4.3 本章小结 |
| 第五章 pull-in效应与关键尺寸分析 |
| §5.1 pull-in函数 |
| §5.2 构造满量程光开关 |
| §5.3 关键尺寸参数误差的影响 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 基于能量守恒的输入整形 |
| §6.1 单步阶跃输入控制器 |
| §6.2 多步阶跃输入整形控制器 |
| §6.3 基于能量守恒的输入整形控制器 |
| §6.4 阻尼补偿的输入整形控制器 |
| §6.5 模型参数影响 |
| §6.6 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| §7.1 总结 |
| §7.2 展望 |
| 文献 |
| 致谢 |
| 科研成果 |
（6）新型电容式微机械超声传感器结构设计与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CMUT国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究发展趋势 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 CMUT的工作原理及理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CMUT结构及工作原理 |
| 2.2.1 CMUT结构 |
| 2.2.2 CMUT工作原理 |
| 2.3 CMUT理论基础 |
| 2.3.1 CMUT一阶集总模型 |
| 2.3.2 CMUT等效电路模型 |
| 2.3.3 有效电容 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 应用于新型CMUT的方形振膜理论和仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方形振膜CMUT形变理论分析 |
| 3.3 方形振膜CMUT挠度的有限元仿真分析与验证 |
| 3.3.1 有限元分析方法及软件简介 |
| 3.3.2 方形振膜CMUT三维模型 |
| 3.4 方形振膜共振频率的公式推导 |
| 3.5 方形振膜CMUT共振频率的有限元仿真分析与验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 CMUT结构性能影响因素分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传感器增益仿真分析 |
| 4.3 发射模式 |
| 4.3.1 薄膜边长对CMUT带宽的影响 |
| 4.3.2 共振频率对CMUT带宽的影响 |
| 4.3.3 电极位置对CMUT带宽的影响 |
| 4.3.4 衬底厚度对CMUT带宽和压力带宽积的影响 |
| 4.4 接收模式 |
| 4.4.1 薄膜边长对CMUT增益的影响 |
| 4.4.2 介质阻抗对CMUT带宽的影响 |
| 4.4.3 共振频率对CMUT带宽和增益的影响 |
| 4.4.4 薄膜边长对CMUT带宽和增益带宽积的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 新型CMUT仿真与结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型CMUT结构设计 |
| 5.2.1 高频结构尺寸设计 |
| 5.2.2 低频结构尺寸设计 |
| 5.3 静态分析 |
| 5.4 模态分析 |
| 5.5 新型CMUT机电耦合仿真分析 |
| 5.5.1 机电耦合仿真方法简介 |
| 5.5.2 机电耦合静态分析 |
| 5.5.3 机电耦合模态分析 |
| 5.5.4 机电耦合谐响应分析 |
| 5.6 传统单频和新型CMUT对比分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 新型CMUT加工工艺设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 MEMS加工技术 |
| 6.3 加工工艺流程 |
| 6.4 关键工艺研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）基于MRT-LBM方法的微机械谐振器件滑移膜和挤压膜阻尼数值仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微谐振器的气体阻尼分类及其研究现状 |
| 1.2.1 滑移膜阻尼及其研究现状 |
| 1.2.2 挤压膜阻尼及其研究现状 |
| 1.2.3 亟待解决的问题 |
| 1.3 本文创新点和主要研究内容 |
| 1.3.1 本文创新点 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 当前气体阻尼模型 |
| 2.1 当前挤压膜阻尼模型 |
| 2.1.1 雷诺方程模型 |
| 2.1.2 Veijola雷诺方程修正模型 |
| 2.1.3 分子动力学模型 |
| 2.2 当前滑移膜阻尼模型 |
| 2.2.1 Park修正滑移模型 |
| 2.2.2 直接蒙特卡洛模型 |
| 2.2.3 Tang高阶格子波尔兹曼模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 格子Boltzmann数值计算方法 |
| 3.1 格子Boltzmann方法的基本原理 |
| 3.1.1 Boltzmann方程和BGK近似 |
| 3.1.2 格子Boltzmann方程 |
| 3.1.3 离散速度模型和平衡分布函数 |
| 3.2 多松弛(MRT-LBM)模型 |
| 3.2.1 MRT-LBM模拟原理 |
| 3.2.2 MRT-LBM基本模型 |
| 3.3 边界条件 |
| 3.3.1 反弹边界条件(BBS) |
| 3.3.2 镜面反射边界条件(SRS) |
| 3.3.3 组合边界条件(BSR) |
| 3.3.4 周期边界条件和对称边界条件 |
| 3.3.5 压力边界条件 |
| 3.3.6 微尺度下的滑移边界条件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于MRT-LBM方法的滑移膜阻尼仿真与分析 |
| 4.1 MRT-LBM振荡剪切驱动流滑移膜阻尼模型 |
| 4.1.1 物理模型描述 |
| 4.1.2 结构参数格子化 |
| 4.1.3 有效松弛时间和边界条件 |
| 4.1.4 网格划分和初始条件 |
| 4.2 本模型与其它模型计算结果对比 |
| 4.2.1 板间速度分布模拟 |
| 4.2.2 努森数层内速度模拟 |
| 4.2.3 反弹组合系数对板间速度分布的影响 |
| 4.3 努森数、斯托克斯数对滑移膜阻尼的影响 |
| 4.3.1 努森数对滑移膜阻尼的影响 |
| 4.3.2 斯托克斯数对滑移膜阻尼的影响 |
| 4.3.3 板间间隙对滑移膜阻尼的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于MRT-LBM方法的挤压膜阻尼仿真与分析 |
| 5.1 MRT-LBM挤压膜阻尼模型 |
| 5.1.1 物理模型与结构参数 |
| 5.1.2 网格内物理模型的建立 |
| 5.1.3 挤压膜的品质因数 |
| 5.2 本模型与实验数据、其他模型计算结果对比 |
| 5.2.1 MRT-LBM挤压膜模型收敛性验证 |
| 5.2.2 MRT-LBM挤压膜模型的有效性验证 |
| 5.3 振动板的宽度和板间间隙对挤压膜阻尼的影响 |
| 5.3.1 振动板的宽度对挤压膜阻尼的影响 |
| 5.3.2 板间间隙对挤压膜阻尼的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 文章总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 6.2.1 不足 |
| 6.2.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A MRT-LBM振荡Couette流滑移膜阻尼数值模拟程序 |
| 附录B MRT-LBM矩形板挤压膜阻尼数值模拟程序 |
| 附录C 矩形板挤压膜阻尼ANSYS仿真程序 |
| 作者简介 |
（8）MEMS工艺流程的三维物理仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 概论 |
| 1.1 MEMS简介 |
| 1.2 MEMS计算机辅助设计 |
| 1.3 课题的背景以及意义 |
| 1.4 课题主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 MEMS加工工艺中的淀积和刻蚀技术 |
| 2.1 MEMS加工技术简介 |
| 2.1.1 体微机械加工技术 |
| 2.1.2 表面微机械加工技术 |
| 2.2 MEMS工艺中的干法刻蚀技术 |
| 2.2.1 反应离子刻蚀技术 |
| 2.2.2 深硅刻蚀工艺 |
| 2.3 MEMS工艺中淀积图形转移技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电容耦合等离子体仿真模型 |
| 3.1 等离子体仿真模型 |
| 3.1.1 流体模型 |
| 3.1.2 动力学模型 |
| 3.1.3 质点网格(PIC)算法 |
| 3.1.4 粒子推动 |
| 3.1.5 边界条件 |
| 3.2 蒙特卡洛碰撞 |
| 3.2.1 电子与中性粒子碰撞 |
| 3.2.2 离子与中性粒子碰撞 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于窄带水平集算法的表面演化模型 |
| 4.1 表面演化算法 |
| 4.2 水平集算法 |
| 4.2.1 水平集函数演化 |
| 4.2.2 符号距离函数 |
| 4.2.3 水平集函数更新 |
| 4.2.4 稳定条件 |
| 4.3 窄带水平集函数 |
| 4.4 射线追踪计算表面流量 |
| 4.4.1 球形模型 |
| 4.4.2 速度函数 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 软件设计与仿真结果 |
| 5.1 仿真程序架构设计 |
| 5.1.1 工艺仿真用户图形界面 |
| 5.1.2 版图解析模块 |
| 5.2 等离子体仿真实验 |
| 5.3 三维工艺仿真实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 存在的主要问题 |
| 6.3 未来的工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
（9）PDMS基微透镜阵列的设计、制造和表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 相关领域的研究历史与现状 |
| 1.2.1 微小光学的发展历史和现状 |
| 1.2.2 微透镜的制作方法的研究现状 |
| 1.2.3 磁流变弹性体的研究历史与现状 |
| 1.3 本论文的结构安排 |
| 第二章 PDMS薄膜微透镜阵列 |
| 2.1 PDMS薄膜微透镜的形成原理 |
| 2.1.1 平面薄膜受等轴挤压模型 |
| 2.1.2 压强的作用 |
| 2.1.3 仿真分析 |
| 2.2 PDMS薄膜微透镜阵列的设计和制造 |
| 2.2.1 PDMS简介 |
| 2.2.2 PDMS薄膜微透镜阵列的制备流程的设计 |
| 2.2.3 spin-coated薄膜制备工艺 |
| 2.2.4 光刻工艺制造圆柱阵列模具 |
| 2.2.5 可转移的PDMS薄膜 |
| 2.2.6 实验过程 |
| 2.3 制造结果的表征测试 |
| 2.3.1 光学显微表征 |
| 2.3.2 表面轮廓 |
| 2.3.3 表面粗糙度 |
| 2.3.4 焦距 |
| 2.3.5 微透镜阵列的成像 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于光刻胶凹模液相成型方法的PDMS微透镜阵列 |
| 3.1 润湿现象的基本原理 |
| 3.1.1 净吸力与表面张力 |
| 3.1.2 润湿现象 |
| 3.1.3 接触角 |
| 3.1.4 Wenzel润湿模型 |
| 3.1.5 Cassie润湿模型 |
| 3.1.6 Wenzel-Cassie润湿模型 |
| 3.2 设计与制造过程 |
| 3.2.1 PDMS微透镜阵列制备流程的设计 |
| 3.2.2 SU-8 光刻胶 |
| 3.2.3 PDMS聚合物表面的润湿性 |
| 3.2.4 不同接触模型下的液面微结构 |
| 3.2.5 SU-8 液面与PDMS表面形成Cassie润湿分析 |
| 3.2.6 实验过程 |
| 3.3 制造结果的表征测试 |
| 3.3.1 光学显微表征 |
| 3.3.2 表面轮廓 |
| 3.3.3 焦距 |
| 3.3.4 成像 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于PDMS基磁流变弹性体薄膜的磁响应微透镜阵列 |
| 4.1 磁流变弹性体磁响应机理 |
| 4.1.1 偶极子物理模型 |
| 4.1.2 弹性体中链式结构的磁流变机理 |
| 4.2 PDMS-Fe_3O_4磁响应光学薄膜 |
| 4.3 PDMS基双层结构磁响应微透镜阵列 |
| 4.3.1 PDMS基双层结构磁响应微透镜阵列的设计 |
| 4.3.2 PDMS基双层结构磁响应微透镜阵列的制造 |
| 4.3.3 PDMS基双层结构磁响应微透镜阵列的表征测试 |
| 4.4 PDMS基磁响应薄膜微透镜阵列的设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）结合面微接触分形建模及振动摩擦耦合动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景与研究目的及意义 |
| 1.1.1 课题的背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 结合面动态特性研究现状 |
| 1.2.1 结合面的宏观特性辨识研究现状 |
| 1.2.2 结合面的微观特性建模研究现状 |
| 1.3 振动摩擦研究现状 |
| 1.3.1 接触振动研究现状 |
| 1.3.2 界面摩擦研究现状 |
| 1.3.3 振动摩擦的耦合研究现状 |
| 1.4 问题的提出与论文的主要研究内容 |
| 1.4.1 问题的提出 |
| 1.4.2 论文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 结合面动态特性预测理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 接触分析中的统计理论 |
| 2.2.1 微凸体的高斯与非高斯概率密度分布函数 |
| 2.2.2 微凸体接触变形三阶段 |
| 2.2.3 基于统计理论的微接触模型 |
| 2.3 接触分析中的分形理论 |
| 2.3.1 分形几何学 |
| 2.3.2 Weieratrass—Mandellbrot函数 |
| 2.3.3 两重要分形参数与求解方法 |
| 2.3.4 Majumdar—Bhushan模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 平面与平面间的分形接触建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平面间法向分形接触刚度 |
| 3.2.1 接触承载力 |
| 3.2.2 摩擦因数及分形参数对接触承载力的影响 |
| 3.2.3 法向分形接触刚度及分形参数对其的影响 |
| 3.3 平面间切向分形接触刚度 |
| 3.3.1 分形和材料参数对切向刚度的影响 |
| 3.3.2 切向刚度模型间的比较分析 |
| 3.4 平面间法向分形接触阻尼 |
| 3.4.1 分形参数和摩擦因数对应变能与耗散能的影响 |
| 3.4.2 分形参数和摩擦因数对阻尼损耗因子与法向阻尼的影响 |
| 3.5 平面间切向分形接触阻尼 |
| 3.5.1 分形参数和摩擦因数对耗散能与应变能的影响 |
| 3.5.2 分形参数和摩擦因数对阻尼损耗因子与切向阻尼的影响 |
| 3.6 静摩擦因数 |
| 3.6.1 分形参数对静摩擦因数的影响 |
| 3.6.2 与试验对比分析 |
| 3.7 滑动摩擦力 |
| 3.7.2 仿真分析 |
| 3.8 平面间分形接触模型的试验验证 |
| 3.8.1 组合钢板的分形参数确定与有限元分析 |
| 3.8.2 组合钢板模态试验 |
| 3.8.3 试验结果对比与分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 曲面与曲面间的分形接触建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 曲面接触系数 |
| 4.2.1 圆柱面间接触系数 |
| 4.2.2 球面间接触系数 |
| 4.2.3 接触形式对圆柱面和球面接触系数的影响 |
| 4.3 曲面间的分形接触刚度 |
| 4.3.1 圆柱面间的法向和切向分形接触刚度 |
| 4.3.2 球面间的法向和切向分形接触刚度 |
| 4.3.3 相关参数对圆柱面间分形接触刚度的影响 |
| 4.3.4 相关参数对球面间分形接触刚度的影响 |
| 4.4 曲面间的分形接触阻尼 |
| 4.4.1 圆柱面间的法向和切向分形接触阻尼 |
| 4.4.2 球面间的法向和切向分形接触阻尼 |
| 4.4.3 相关参数对圆柱面间分形接触阻尼的影响 |
| 4.4.4 相关参数对球面间分形接触阻尼的影响 |
| 4.5 曲面间分形接触模型的试验验证 |
| 4.5.1 组合柱体的分形参数确定与有限元分析 |
| 4.5.2 组合柱体模态试验 |
| 4.5.3 试验结果对比与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 平面结合面的力传递与热结合失稳特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 平面结合面的力传递特性 |
| 5.2.1 界面力传递率与介入损失率 |
| 5.2.2 仿真分析与讨论 |
| 5.3 平面结合面的黏着接触分析 |
| 5.3.1 黏着接触 |
| 5.3.2 仿真分析与讨论 |
| 5.4 平面结合面的磨损分析 |
| 5.4.1 磨损模型的建立 |
| 5.4.2 仿真分析与讨论 |
| 5.5 平面结合面的瞬现温度分析 |
| 5.5.1 瞬现温度模型 |
| 5.5.2 仿真分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 制动系统的振动摩擦耦合特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制动结合面的耦合动力学分析 |
| 6.2.1 制动系统的物理和数学模型建立 |
| 6.2.2 制动系统的稳定性分析 |
| 6.2.3 制动系统的非线性分析 |
| 6.3 制动不稳定噪声有限元分析 |
| 6.3.1 有限元模型的建立 |
| 6.3.2 制动系统的模态分析 |
| 6.3.3 制动摩擦尖叫分析 |
| 6.4 制动系统的振动试验 |
| 6.4.1 试验设备搭建 |
| 6.4.2 不同制动形貌下的振动试验 |
| 6.4.3 试验结果分析与讨论 |
| 6.5 制动系统的摩擦噪声试验 |
| 6.5.1 测试设备与原理 |
| 6.5.2 不同制动形貌下的摩擦噪声试验 |
| 6.5.3 试验结果分析与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 作者简介 |
| 附录B 攻读博士期间获得荣誉与奖励 |
| 附录C 攻读博士期间参加的科研项目 |
| 附录D 攻读博士期间发表与待发表论文及专利 |
四、一、二阶释放模型在表面微机械中的应用（论文参考文献）
- [1]MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究[D]. 樊波. 苏州大学, 2020(06)
- [2]抗过载双质量块微机械陀螺结构设计与分析[D]. 王子. 中北大学, 2020(12)
- [3]基于MEMS多层梁结构工艺偏差的不确定性量化研究[D]. 孟木子. 东南大学, 2020(01)
- [4]隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究[D]. 严与星. 哈尔滨工业大学, 2020
- [5]扭转MEMS光开关的Pull-in分析与阻尼补偿输入整形控制[D]. 陈时荣. 桂林电子科技大学, 2020(04)
- [6]新型电容式微机械超声传感器结构设计与仿真[D]. 梁留洋. 河南大学, 2020(02)
- [7]基于MRT-LBM方法的微机械谐振器件滑移膜和挤压膜阻尼数值仿真研究[D]. 宋绪成. 东南大学, 2019(06)
- [8]MEMS工艺流程的三维物理仿真研究[D]. 吴宗泽. 东南大学, 2019(06)
- [9]PDMS基微透镜阵列的设计、制造和表征[D]. 王松. 电子科技大学, 2019(01)
- [10]结合面微接触分形建模及振动摩擦耦合动力学特性研究[D]. 潘五九. 东北大学, 2018