收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于非局部理论Nb_4AlC_3纳米板动力学特性研究

杭前文  
【摘要】:随着纳米机电系统(NEMS)的广泛应用,纳米尺度的元器件,尤其纳米板的动力学特性已经成为了一个重要的研究课题。然而,在纳米尺度下,由于需要考虑小尺度效应的影响使得经典连续介质力学理论将不再适用。本文基于一种新的连续介质力学理论——非局部理论研究了纳米板的自由振动。对于纳米尺度的元器件,材料的选择尤为重要,因此本文将以具有优异力学性能各向异性的Nb_4AlC_3纳米板作为研究对象。本文首先根据动力学基本理论建立了各向同性经典板的运动微分方程,然后通过各向异性板的物理方程将所得到的各向同性经典板运动微分方程转化为各向异性经典板运动微分方程,最终通过非局部理论的数学表达式将各向异性经典板运动微分方程转化为各向异性纳米板的运动微分方程。其次,基于密度泛函理论,利用Materials Studio软件建立了Nb_4AlC_3晶体结构,对Nb_4AlC_3晶体结构进行了优化,并且计算了态密度和弹性常数,态密度的计算结果显示Nb_4AlC_3是一种金属且存在共价键,弹性常数的计算结果证明了Nb_4AlC_3晶体是机械稳定的。最后,将所得到的Nb_4AlC_3的弹性常数代入各向异性纳米板的运动微分方程建立了Nb_4AlC_3纳米板自由振动的微分方程。分别利用纳维法和莱维法对四边简支和两对边简支的纳米板自由振动的微分方程进行了求解。获得了纳米板自由振动的固有频率,并讨论了固有频率比与非局部参数、模态的阶数、纳米板的长宽比以及纳米板长度的关系。结果显示固有频率比随着非局部常数增大而增大,随着模态阶数的增大而增大,随着纳米板长宽比的增大而增大,随着纳米板长度的减小而增大。说明了小尺度效应的影响随着非局部常数增大而增大,随着模态阶数的增大而增大,随着纳米板长宽比的增大而增大,随着纳米板长度的减小而增大。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O327

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 刘灿昌;裘进浩;季宏丽;刘露;;考虑非局部效应的纳米梁非线性振动[J];振动与冲击;2013年04期
2 徐晓建;邓子辰;;非局部因子和表面效应对微纳米材料振动特性的影响[J];应用数学和力学;2013年01期
3 ;VIBRATION ANALYSIS OF MICROSCALE PLATES BASED ON MODIFIED COUPLE STRESS THEORY[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2010年05期
4 李成;;两种方法分析受预紧力纳米梁的线性振动之比较(英文)[J];新乡学院学报(自然科学版);2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘辰;柯燎亮;汪越胜;;基于非局部理论的压电纳米板自由振动分析[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王开发;表面效应对纳米梁和板力学及力电耦合行为影响的分析[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 李成;纳米梁及纳米类梁结构的静力学和动力学的非局部理论、模型及求解[D];中国科学技术大学;2011年
3 姚寅;非局部连续介质力学中的若干问题分析[D];南京航空航天大学;2010年
4 李晨亮;BiMO_3,Nb_4SiC_3和掺杂Cr_2Nb的力、电以及光学性能的第一性原理研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李明;周攀峰;郑慧明;;磁敏固支载流单壁碳纳米管在轴向磁场中的振动特性[J];应用力学学报;2017年04期
2 贺丹;杨万里;;新修正偶应力层合板理论中的几个基本假设对自由振动计算的影响[J];计算力学学报;2017年04期
3 陈万吉;薛继伟;;新修正偶应力理论Reddy型层合板稳定分析[J];计算力学学报;2017年02期
4 Dan He;Wanli Yang;Wanji Chen;;A size-dependent composite laminated skew plate model based on a new modified couple stress theory[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2017年01期
5 贺丹;门亮;;尺度依赖的Reddy型碳纳米管功能梯度板的自由振动模型[J];沈阳航空航天大学学报;2016年06期
6 郭旭晓;周含;张文明;;非局部理论的裂纹纳米谐振梁振动特性[J];噪声与振动控制;2016年06期
7 陈万吉;牛惠;;基于新修正偶应力理论的Mindlin层合板稳定性分析[J];计算力学学报;2016年05期
8 贺丹;陈博;杨万里;;微细观尺度下欧拉梁的力学模型及有限元分析[J];沈阳航空航天大学学报;2016年04期
9 贺丹;杨万里;;基于新修正偶应力理论的斜交铺设层合Kirchhoff板模型与尺度效应[J];复合材料学报;2016年06期
10 梁斌斌;张龙;王炳雷;周慎杰;;拟弧长延拓法在静电激励MEMS吸合特性研究中的应用[J];应用数学和力学;2015年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 郑永军;分数阶随机共振机理及控制策略和应用研究[D];浙江大学;2017年
2 段鹏;激光超声复合精密切削硬质合金材料的机理研究[D];河南理工大学;2016年
3 谢帮华;动力荷载下基于非局部粘弹塑性模型的边坡稳定分析[D];南昌大学;2015年
4 张波;微尺度功能梯度结构的应变梯度弹性理论模型及数值研究[D];华中科技大学;2014年
5 王博;多物理场作用下的碳纳米管振动特性及波传播应用研究[D];西北工业大学;2014年
6 刘灿昌;梁结构非线性振动的最优化控制研究[D];南京航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 杨晓东;林志华;;利用多尺度方法分析基于非局部效应纳米梁的非线性振动[J];中国科学:技术科学;2010年02期
2 陈会军;范炜;张大成;;铝纳米梁的电学特性测试[J];纳米技术与精密工程;2008年01期
3 夏晓媛;李昕欣;王跃林;李铁;杨衡;焦继伟;;超薄硅纳米谐振梁的制作及谐振特性的测量[J];纳米技术与精密工程;2008年01期
4 徐临燕;栗大超;胡小唐;黄玉波;;基于原子力显微镜的纳米梁杨氏模量的测量[J];天津大学学报;2007年07期
5 宋震煜;于虹;;纳米梁非线性振动的动力学分析[J];微纳电子技术;2006年03期
6 朱年勇,于虹,黄庆安;纳机械谐振器的非线性特性分析[J];电子器件;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 孙学勤;几种材料结构与性质的理论研究[D];山东大学;2008年
2 张芳英;ZnO系列和过渡金属掺杂GaN体系几何结构与电子性质的第一性原理研究[D];复旦大学;2007年
3 仪修杰;非铅铁电压电单晶材料的制备与性能研究[D];山东大学;2005年
4 王立峰;一维纳米结构的若干力学问题[D];南京航空航天大学;2005年
【相似文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黎作鹏;体域纳米网络关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
2 刘寻;新型7-乙基-10-羟基喜树碱纳米输送系统的制备及体内外研究[D];浙江大学;2017年
3 张振华;二氧化钒纳米线金属绝缘体转变及其调控原位透射电子显微学研究[D];北京工业大学;2017年
4 王莹;纳米通道单分子分析新体系的研究及应用[D];西北大学;2017年
5 彭凯;大量程纳米时栅位移传感器的测量模型和误差机理研究[D];重庆大学;2017年
6 廖高华;Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米结构能谱及其调控[D];湖南大学;2017年
7 张世超;超细纳米蛛网材料的成型机理及高效空气过滤应用研究[D];东华大学;2017年
8 杨寅;聚丙烯腈纳米纤维基复合滤膜的构筑及性能[D];东华大学;2017年
9 张正飞;一维氧化钨纳米材料无催化剂生长的原位透射电镜研究[D];浙江大学;2017年
10 刘敬东;铜纳米颗粒合成及其低温烧结互连行为研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杭前文;基于非局部理论Nb_4AlC_3纳米板动力学特性研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
2 杨秀娟;金纳米簇的合成与性质的研究[D];长春理工大学;2017年
3 孙怡文;铜锌锡硫纳米结构的制备、相变与光电性能研究[D];合肥工业大学;2017年
4 高琪;铜纳米结构的可控合成及其光学性质研究[D];南京航空航天大学;2017年
5 李宇飞;纳米颗粒/微生物复合体的咔唑降解性能和纳米毒性研究[D];山东大学;2015年
6 王晓珍;化学纳米科技校本课程的开发与研究[D];苏州大学;2017年
7 黄伟;仿生纳米锥结构表面的制备与表征[D];大连理工大学;2017年
8 李文浩;纳米线—膜体系中表面增强拉曼散射和等离激元驱动表面催化反应研究[D];重庆大学;2017年
9 朱笑天;金纳米棒的制备与修饰及其在环境污染物检测中的应用[D];郑州大学;2017年
10 任雪利;纳米气泡对污染物的吸附及其影响因素探究[D];上海师范大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026