基于两态稳定性原子级存储方式的分子动力学模拟

采用Morse型势函数对体心立方晶体表面层及近表面层原子的行为进行了分子动力学模拟．模拟结果表明，在体心（次表层）原子操纵前后，体心立方晶体的顶角原子位置只有微小变化，其晶格结构基本保持不变且处于稳定平衡状态，即体心立方晶体具有两态稳定性，该特性为实现原子级的数据存储提供了可行性．同时，对数据存储时可能出现的多原子双稳态组合问题进行了分子动力学模拟，发现在多原子双稳态组合情况下，晶体的结构在操纵其相邻晶格的体心原子时仍保持稳定．提出了一种实现原子级存储的新方式，只需在两个稳定平衡态间激发用于存储数据的体心原子，可以提高数据存储的成功率，保证可重复性和稳定性．     

连杆机构分析的拓扑图论方法及应用软件

经对平面连杆机构的五类基本杆件和运动副约束性质的分析,本文导出了用拓扑图论中的点边关联矩阵表达的拓扑变换,用这种拓扑变换可对任意连杆机构进行运动轨迹、速度、加速度和力分析。已研制出平面机构分析的通用源程序,可在计算机屏幕动态显示机构运动规律。已表明该方法及应用软件有许多优点。     

自动制造系统规格说明语言的Petri网语义设计

研究了自动制造系统中离散事件的形式化表示方法。依助通信顺序进程设计了制造系统的规格说明语言，在给出事件的Ｐｅｔｒｉ网表示的基础上，讨论了系统语言及Ｐｅｔｒｉ网控制器的结构，可以研究具有活性、安全或有界性以及可逆性的Ｐｅｔｒｉ网控制器初始标识的设计算法。     

直圆椭圆复合型柔性铰链研究

提出一种新型的单轴柔性铰链结构型式——直圆椭圆复合柔性铰链,它由半个直圆柔性铰链和半个椭圆柔性铰链构成。给出了直圆椭圆复合柔性铰链的柔度设计计算公式,并通过有限元方法验证了此公式的正确性。分析计算了一组不同椭圆短半轴的复合铰链实例,结果表明直圆椭圆复合柔性铰链的性能高于直圆柔性铰链。设计的直圆椭圆复合柔性铰链非常适合于需要大位移、高精度传动的应用场合。     

扫描探针针尖与试样间静电力的解析方法

针对主体为圆锥、尖端为球冠的扫描探针物理模型,基于针尖与导体平面间电场分布假设,提出计算扫描探针针尖与导体平面间的静电力解析模型。该模型模拟计算结果与采用等效电荷方法数值计算结果相一致。     

电容式微加速度计的气膜阻尼分析

针对电容式微加速度计中的气膜阻尼问题,基于稀薄气体动力学理论和滑流修正的压膜雷诺方程,分析了敏感质量块在轴向运动中受到的气膜阻尼效应,得到了阻尼力和阻尼系数的简化解析解。研究结果表明,敏感质量块受到的气膜阻尼力不但与尺寸和速度有关,还与固体壁面的材质、表面粗糙度和光洁度等特性有关。通过实例分析给出了三种减小气膜阻尼的方法,指出动量协调系数是影响气膜阻尼(尤其是压膜阻尼)的关键因素之一。     

求解静电驱动微梁变形的数值与解析方法

给出了一种静电力作用下微悬臂梁控制方程的数值求解方法,提出了求解该模型的近似解析式和修正解析式,并采用模态叠加法计算微梁的动响应。结果表明,修正解析式、数值算法和动响应方法计算的微梁变形结果是一致的。同时也揭示了微梁振动响应周期与驱动电压成正比、动态临界电压低于静态临界电压等相关特性。     

MEMS器件平板运动空气阻尼研究

针对微电子机械系统中平行板间的气膜阻尼问题,通过将平板沿垂直方向的位移运动方程展开为傅里叶级数,得到了微平面机构所受的空气阻尼力和阻尼系数的解析公式。结果表明,空气阻尼系数近似与两平板间气隙厚度的三次方成反比。通过对微加速度开关质量块工作时所受的空气阻尼进行仿真分析,得出该开关的阻尼系数在工作过程中为变阻尼的结论,并分析了空气阻尼系数对于开关性能的影响。     

一种微通道换热器的设计与分析

设计了一种用来测试微通道换热性能的实验装置。该系统由微通道换热器、模拟热源、微型水泵、连通管、测试三通及其它测试元件构成。通过检测温度、压力和流量等参数能够得到微通道的传热和摩阻参数。针对该实验装置，对微通道中流体的压降和传热分别进行分析和研究。实验表明，当微通道水力直径为381μm时，宏观理论公式已不适用于微通道摩阻及其换热的计算。此时，微通道的摩阻比宏观理论计算值小31．6％～41．9％；微通道结构具有良好的换热性能，其Nu可达9．2。     

滑条式静磁微执行器的pull-in现象分析

从滑条式静磁微执行器的模型出发,应用静磁微执行器的pull—in方程,分析了滑条式静磁微执行器的pull-in现象,用磁动势控制模型和力学平衡两种方式得出了执行器的吸合位置及吸合时的磁动势.对于特定的滑条式磁微执行器结构,pull-in位置为初始气隙宽度的1／3处．算例计算结果表明,该静磁微执行器的pull-in磁动势仅为3．84A．