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新型低电压大变形微驱动器数值求解及仿真

田文超, 陈志强, 山磊

计算物理 2014, 31 (2): 223-229.

摘要（301）

PDF （2284KB）（1199）

针对横向加载单向变形MEMS静电微驱动器位移过小或驱动电压过大问题,提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低驱动电压静电驱动器模型;基于拉格朗日-麦克斯韦机电动分析力学,建立轴向横向同时加载的微驱动器动力方程;分析温度应力、静电调节力和轴向挤压力对轴向载荷的影响;基于龙格-库塔算法和有限差分法分别将横向分布载荷和轴向载荷等效转化为横向集中载荷;仿真得到变形同驱动电压、调节电压、轴向挤压量和温差的关系;结果显示当驱动电压仅为16 V时,位移高达10.861μm,远大于传统横向加载单向变形微驱动器的位移量.实验验证了仿真结果.

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AFM针尖-测试面接触分子动力学研究

田文超, 陈贵敏, 刘焕玲

计算物理 2010, 27 (1): 150-156.

摘要（334）

PDF （549KB）（1018）

针对AFM针尖-测试面的接触问题,利用分子动力学模拟针尖同测试面间的"跳跃粘附"和"颈缩分离"过程;分析接触力同接触间隙的关系及测试面压力分布;发现分离过程滞后粘附过程;得到接触力大小只与接触区域附近少数原子层有关,且接触区域近处原子受压力、远处受拉力的结论;讨论测试面位错半径同接触力和接触间隙的关系.

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Hamaker微观连续介质理论的数字密度和Hamaker常数分析

田文超, 贾建援, 陈光焱

计算物理 2006, 23 (3): 366-370.

摘要（255）

PDF （196KB）（7909）

针对Hamaker微观连续介质理论在微观接触力计算中存在的问题,根据Hamaker假设,用连续介质法计算2个原子之间的相互作用力,发现作用力同经典的Lennard-Jones势所反映的作用力不一致.通过分析数字密度,发现数字密度并非是如Hamaker所认为的常数,而是随间距变化的;并得到Hamaker微观连续介质理论仅在间距大于7倍的原子半径时才成立的结论.通过分析Hamaker常数,发现Hamaker常数也随间距变化.

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微机械纳米接触连续方法的建模和计算

田文超, 贾建援

计算物理 2004, 21 (1): 77-80.

摘要（208）

PDF （139KB）（1070）

为解决微机械中"微碰撞"、"纳米接触"问题,建立了纳米接触的刚性球-面模型,根据Hamaker3个假设和Lennard Jones势,利用连续方法推导出球同平面第1和第N层原子之间的作用力表达式,仿真出粘着力同原子层之间的关系,得出影响纳米接触的主要原子为接触区域少数几层原子的结论,从而为纳米接触、纳米摩擦的进-步研究提供理论基础.

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