应变梯度变厚微板

首次定量表征了变厚微板的振动模式定位特性，揭示了厚度变化对高阶振型分布的显著影响。

Deng, Tao · 张波 · 刘娟 · 沈火明 · 张旭

Thin-Walled Structures 2024

技术优势

振型定位可定量

首次用模态保证准则定量表征变厚微板的振型定位，直接给出各因素影响程度。

高阶振型被厚度决定

厚度变化和应变梯度效应显著改变高阶振型轮廓和振动集中区域，设计高阶模态时不可忽略。

等体积下频率稳定

微板体积不变时，厚度变化对振动频率影响很小，设计时可自由调整厚度用于优化振型而基本不改变频率。

应用场景

• 微机电系统设计：用本模型预测变厚微板振型定位，避免高模态下的失效设计。
• 微纳制造：指导制造过程中的厚度控制，因为厚度变化显著影响振型而非频率。
• 结构动力学分析：提供变厚微板自由振动的基准解和高效数值方法，用于验证其他分析工具。
• 微流控器件：通过振型设计优化微流控器件的振动行为，避免局部能量集中。