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《世界科技研究与发展》 2000年02期
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机械微型化所面临的科学难题—尺度效应

魏悦广  
【摘要】:随着机械的微型化 ,人们所面临的科学问题—尺度效应的主要特征为 :(1 )微构件本身材料的物理特性的变化 ;(2 )在传统理论中常常被忽略了的表面力此时将起主导作用 ;(3)某些微观尺度短程力所具有的长程作用效应及其所引起的表面效应将在微构件尺度起重要作用 ;(4)微摩擦与微润滑机制对微机械尺度的依赖性以及传热与燃烧对微机械尺度的制约 ,等等。对这些现象的预测超出了传统理论的范畴。本文将对由微机械尺度效应所引发的上述科学问题作简要阐述。作为微机械尺度效应固体力学研究的一个开端 ,最后给出由固体塑性应变梯度理论刻划微构件抵抗弯曲和扭转变形及薄膜脱胶的尺度效应结果

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈樟;苏伟;万敏;;MEMS材料力学性能测试方法[J];微纳电子技术;2007年06期
2 苏继龙;;多晶体材料微构件尺度效应的实验和模型研究[J];微纳电子技术;2009年10期
3 苏继龙;庄哲峰;陈学永;徐洪烟;;MEMS微结构变形行为尺度效应的研究进展[J];传感器与微系统;2009年07期
4 曹金红;;基于ABAQUS软件的微米级金属材料性能研究[J];辽东学院学报(自然科学版);2009年03期
5 陶然,权晓波,徐建中;微尺度流动研究中的几个问题[J];工程热物理学报;2001年05期
6 章婷;刘世豪;单以才;胡中华;;表面张力作用下抗粘附的微齿轮结构设计原理研究[J];工程设计学报;2009年02期
7 蒋放,王西彬,刘志兵;微细切削的尺度效应研究[J];工具技术;2004年08期
8 涂善东;周帼彦;于新海;;化学机械系统的微小化与节能[J];化工进展;2007年02期
9 侯利程;沈雪瑾;陈晓阳;王旭;;微谐振器中静电切向阻力的仿真分析[J];机械设计与研究;2006年03期
10 李敏;段向东;李泉伟;;微机械动力学研究进展[J];机械传动;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 舒思齐;杜莹;魏悦广;;神经网络专家系统在微材料结构力学中的应用[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
2 陈樟;苏伟;万敏;;MEMS材料力学性能测试方法综述[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 尹莉;微尺度下结构的静动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
2 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
3 王炳雷;微结构尺寸效应研究及其应用[D];山东大学;2011年
4 栗大超;硅微机械扭转镜光致动器及其动态测试技术的研究[D];天津大学;2004年
5 林江;微孔无机单晶体力学性能的研究[D];太原理工大学;2006年
6 俞必强;多学科设计优化及在MEMS设计中应用的研究[D];北京科技大学;2006年
7 彭林法;微/介观尺度下薄板成形建模分析与实验研究[D];上海交通大学;2008年
8 孔胜利;微梁力学性能尺寸效应的研究[D];山东大学;2009年
9 路明;基于微观粒子的固体弹性常数及尺寸效应研究[D];机械科学研究总院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马皓晨;微机电系统中粘附的表面效应和尺寸效应的研究[D];江苏大学;2005年
2 魏振文;气中微细电火花沉积加工技术及其试验研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 李刚;MEMS器件的系统动力学建模与分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 童利东;微径铣刀的力学特性及磨损机理研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 曹力;微小型材料力学性能测试装置的研究[D];吉林大学;2008年
6 杨凯;微细铣削刀具磨损机理及工件毛刺影响因素的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 冯南鹏;MEMS微结构力学性能的尺度效应研究[D];南京理工大学;2009年
8 吴峥;MEMS微结构动力学性能研究[D];南京理工大学;2010年
9 宋峰;基于偶应力理论的微结构振动分析无网格方法[D];山东大学;2010年
10 胡宝林;压电自激脉冲式电火花加工放电能量分析[D];山东大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 余寿文;复杂微力-电系统的细微尺度力学[J];力学进展;1995年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏悦广;赵满洪;唐山;;CHARACTERIZATION OF THE FRACTURE WORK FOR DUCTILE FILM UNDERGOING THE MICRO-SCRATCH[J];Acta Mechanica Sinica;2002年05期
2 ;Inverse analysis determining interfacial properties between metal film and ceramic substrate with an adhesive layer[J];Acta Mechanica Sinica;2008年03期
3 李然,余寿文;内嵌弹性区和结合力模型在薄膜/基底界面断裂中的应用[J];复合材料学报;2002年03期
4 赵海峰;;反分析确定金属薄膜与陶瓷间界面的力学性能参数[J];工程力学;2008年10期
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8 赵满洪,唐山,魏悦广;器件韧性镀膜微划痕破坏机理研究[J];机械强度;2001年04期
9 傅卫平,方宗德;微系统动力学中的若干非线性问题[J];力学进展;2002年01期
10 郑学军 ,周益春 ,杨芝茵;铅基压电薄膜材料的制备、微结构与性能[J];力学进展;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 魏悦广;;韧/脆双材料界面断裂的尺度效应[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
2 余寿文;;固体力学史与方法论的几点注记[A];力学史与方法论论文集[C];2003年
3 杜莹;赵海峰;舒思齐;魏悦广;;由残余变形反推微构件材料的应力应变关系[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
4 许巍;王飞;卢天健;;聚酰亚胺基/铜薄膜复合结构界面损伤破坏的数值模拟研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
5 张东波;魏悦广;;薄膜/基体的热失配致界面层裂研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
6 张东波;魏悦广;;薄膜/基体界面的撕裂试验的混合型模型[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
7 余寿文;;固体力学史与方法论的几点注记[A];力学史与方法论论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王炳雷;微结构尺寸效应研究及其应用[D];山东大学;2011年
2 马增胜;纳米压痕法表征金属薄膜材料的力学性能[D];湘潭大学;2011年
3 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
4 邱信明;基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用[D];清华大学;2001年
5 王朝阳;微米云纹法及其相关的超高频制栅与数字化图像处理技术[D];清华大学;1999年
6 邢永明;纳米云纹技术及其应用[D];清华大学;2000年
7 汪时机;微小结构粘附的尺度效应与张拉法的理论研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 黄海;微型轴承—转子系统动力特性的研究[D];上海交通大学;2007年
9 秦江;CMSG低阶应变梯度塑性理论的发展和应用[D];清华大学;2008年
10 李茂林;非局部摩擦及应变梯度理论在超塑性成形中的应用研究[D];南昌大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 姚利盼;二维压痕脱层实验中的压痕应力研究[D];郑州大学;2010年
2 郝红肖;鼓包法表征弹塑性膜/基体系界面结合性能的理论模型[D];湘潭大学;2010年
3 常妍妍;微型圆柱件镦粗变形规律数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 屈玉丰;双级解耦微机械陀螺的结构设计及特性研究[D];合肥工业大学;2008年
5 阚剑平;激光层裂法检测薄膜与基体结合强度有限元分析[D];江苏大学;2002年
6 冯南鹏;MEMS微结构力学性能的尺度效应研究[D];南京理工大学;2009年
7 汪鑫伟;C2680黄铜箔微弯曲工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 匡妍艺;芳纶纤维加固钢筋混凝土梁界面剥离破坏机理分析[D];华南理工大学;2012年
9 蒋东杰;转印方法中的率相关效应及内聚区模型研究[D];清华大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅德生,苏伟,彭勃;电容式微机械加速度计部分力学特性的分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
2 Y.M.Fu;J.Zhang;;Nonlinear static and dynamic responses of an electrically actuated viscoelastic microbeam[J];Acta Mechanica Sinica;2009年02期
3 李鹏飞,夏向东,黄登昌,陈冬梅;热作工具钢5CrNiMo的放电熔涂强化[J];兵器材料科学与工程;1987年01期
4 朱健;MEMS技术的发展与应用[J];半导体技术;2003年01期
5 张西慧,吕苗,苗勇;微机械构件的表面去粘着技术[J];微纳电子技术;2003年12期
6 孙振新,黄庆安,李伟华;力电耦合MEMS器件非线性行为的模拟[J];微纳电子技术;2003年Z1期
7 褚金奎,郝秀春,王立鼎;拓扑优化方法的研究现状及在微机构设计中的应用[J];微纳电子技术;2003年Z1期
8 朱泳,闫桂珍,王成伟,王阳元;高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
9 张泰华;纳米硬度计在MEMS力学检测中的应用[J];微纳电子技术;2003年Z1期
10 郭彤,胡晓东,栗大超,胡春光,胡小唐;显微干涉技术在MEMS动态测试系统中的应用[J];微纳电子技术;2003年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李瑰贤;;微机械动力学的研究与发展[A];首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 惠梅;表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
2 罗跃生;硅微型陀螺仪的力学分析和数学模型[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 万熠;高速铣削航空铝合金刀具失效机理及刀具寿命研究[D];山东大学;2006年
4 赵宏伟;尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究[D];吉林大学;2006年
5 张敦福;无网格GALERKIN方法及裂纹扩展数值模拟研究[D];山东大学;2007年
6 李红涛;介观尺度材料力学性能建模及微铣削工艺优化研究[D];上海交通大学;2008年
7 苏树朋;基于气体介质的电火花铣削加工技术及机理研究[D];山东大学;2008年
8 孔胜利;微梁力学性能尺寸效应的研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 宋寒冰;两级重复使用运载器的多学科优化设计[D];西北工业大学;2002年
2 吴学奇;小直径铣刀高速铣削淬硬钢机理及工艺研究[D];广西大学;2004年
3 史进;不锈钢钎焊接头高温强度的研究[D];南京工业大学;2004年
4 林湧涛;切削用量优选专家系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
5 张华伟;小直径铣刀高速铣削淬硬钢过程动力学仿真与有限元分析[D];广西大学;2005年
6 石岚;高速铣削立铣刀的有限元分析[D];广东工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张颖;王蔚;田丽;刘晓为;李玲;;微流动的尺寸效应[J];微纳电子技术;2008年01期
2 商福民;董伟;;局域非平衡条件下微尺度超常传热特性及研究进展[J];长春工程学院学报(自然科学版);2007年03期
3 程宁;谢代梁;;微尺度射流流量计的设计与仿真研究[J];传感器与微系统;2011年08期
4 王叶斌;陈邵有;;微流量计量方法研究[J];测试技术学报;2011年01期
5 童敏杰;王长文;雷鹍;张凯锋;;电沉积法制备的超细晶薄铜板拉伸及表面层效应[J];锻压技术;2007年01期
6 董培龙;王匀;许桢英;朱永书;袁国定;蔡兰;;微器件弯曲成形研究[J];锻压技术;2008年06期
7 黄蕾;王彦红;;微尺度库埃特流动与传热的数值研究[J];建筑节能;2008年09期
8 马璨;袁惠新;杨振东;鲁娣;;微反应器矩形微通道截面高宽比对流速的影响[J];环境科学与技术;2009年10期
9 金成哲;陈尔涛;;基于车铣复合加工技术的微细丝杠切削研究[J];工具技术;2012年01期
10 王威;范文慧;常天庆;刘慧慧;;复杂产品的多学科鲁棒协同设计优化方法研究[J];高技术通讯;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 舒思齐;杜莹;魏悦广;;神经网络专家系统在微材料结构力学中的应用[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
3 董湘怀;;塑性成形技术的若干发展趋势[A];第三届华东六省一市塑性工程学术年会论文集[C];2005年
4 弭光宝;薛克敏;张早明;周明智;;压扭变形工艺研究现状及在材料改性中的应用[A];第三届华东六省一市塑性工程学术年会论文集[C];2005年
5 禹路;卫定;李萍;;基于表面层理论的尺度效应研究[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
6 左加传;宋付权;;石英微管中两相流体界面特征[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
7 李瑰贤;;微机械动力学的研究与发展[A];首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集[C];2005年
8 禹静;王茜;李东升;;气体静压导轨微尺度振源的仿真研究[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹莉;微尺度下结构的静动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
2 张田田;微通道内气体流动换热的理论与实验研究[D];北京交通大学;2011年
3 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
4 孟兆新;木材干燥的多场耦合建模仿真与优化研究[D];东北林业大学;2011年
5 王炳雷;微结构尺寸效应研究及其应用[D];山东大学;2011年
6 耿鑫;微流体脉冲驱动—控制基础实验研究[D];南京理工大学;2011年
7 吕良;MEMS汽车传感器设计关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
8 周健;铜箔力学性能的尺寸效应及微拉深成形研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
10 李河宗;微弯曲成形中应变梯度硬化效应的研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝亚锋;基于MEMS的静电控制加速度微开关分析及测试[D];西安电子科技大学;2011年
2 杨勋;外圆纵向磨削表面粗糙度预测与控制[D];吉林大学;2011年
3 胡磊磊;Ag纳米线电极的制备及其在电催化羧化卤代物中的应用[D];华东师范大学;2011年
4 何晓凌;微沟槽车削的刀具尖端磨损及工艺参数研究[D];华南理工大学;2011年
5 李微;受限空间中液体乙醇微尺度扩散火焰的实验研究[D];华南理工大学;2011年
6 刘志成;基于外加电场液体乙醇微尺度燃烧特性的研究[D];华南理工大学;2011年
7 杨帅;受限空间内微尺度乙醇扩散火焰特性的实验研究与数值解析[D];华南理工大学;2011年
8 徐晓磊;多学科协同设计过程管理技术研究[D];沈阳理工大学;2011年
9 赵云峰;超声振动辅助铣削LY12铝合金表面质量研究[D];山东大学;2011年
10 王莹莹;微小车削单元的设计仿真及结构优化[D];长春理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 干东英,王立鼎;微型机械的现状与发展[J];机械工程学报;1994年02期
2 余寿文;固体力学与材料科学交缘的几个新课题[J];力学进展;1994年01期
3 余寿文;薄膜-基底的几个力学问题[J];力学与实践;1993年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲍敏杭,沈绍群;微机械力敏传感器及其发展动向[J];电子科技导报;1996年10期
2 鲍敏杭;微机械加工技术发展概况(二)[J];仪表技术与传感器;1998年06期
3 何国鸿;微机械静电陀螺研究[J];电子学报;1997年05期
4 马炳和,苑伟政,李晓莹,张春江;微机械与微/纳米科技的研究及其发展趋势[J];航空精密制造技术;1997年06期
5 李立杰,梁春广;微机械热对流加速度计[J];半导体学报;2001年04期
6 ;二十一世纪最具代表性技术──微机械[J];机械工程师;2001年01期
7 于云霞,贾宝贤,陆富荣;微机械制造技术及应用[J];机械制造;2002年09期
8 韦嘉,梁雪冬,刘泽文,李志坚;三极板型RFMEMS压控电容的分析与制作[J];仪器仪表学报;2004年S1期
9 徐毅,高思田,王春艳,叶孝佑;微机械及纳米计量科学[J];中国机械工程;2000年03期
10 陈晓阳,沈雪瑾,陆景唐;薄膜型硅微机械的摩擦学问题[J];中国机械工程;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲍光润;;尺度效应研究现状概述[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
2 郭美凤;高钟毓;张嵘;陈志勇;;微机械姿态测量单元及在船用卫星电视接收天线姿态稳定中的应用[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
3 禹路;卫定;李萍;;基于表面层理论的尺度效应研究[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
4 王学峥;武晓雷;魏悦广;白以龙;;微压痕尺度效应的实验研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 李兰;刘铮;邹德恕;沈光地;;新型室温工作微机械红外探测器[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
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8 王海翔;孙萍;;微机械和微机器人研究的最新进展[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
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10 杨卫;黄克智;;材料的多尺度力学与强韧化设计[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭静蓉;从图像传感器切入 DMD漫长的开发之路[N];电子资讯时报;2007年
2 李源浩本报记者 孙春艳 王晓英;情系光电事业[N];吉林日报;2007年
3 通讯员 蒋玲玲 记者 萧马;纳米技术是进入新世纪的钥匙[N];浙江日报;2000年
4 记者 诸玲珍;SOI:硅材料重大突破 产业化仍存短板[N];中国电子报;2007年
5 中国科学院院士 李小文帅艳民 常超一;定量遥感中的时空尺度与地表过程[N];中国测绘报;2008年
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9 记者 戴丽昕;“遥控”光束参与科研[N];上海科技报;2009年
10 张泓;滨海提速纳米产业化进程[N];北方经济时报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 宗登刚;微机械材料力学性能测量[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
3 吕琼莹;微机械压电微电机原型机的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
4 王浙辉;硅基微机械光开关研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
5 徐景德;矿井瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素的研究[D];中国矿业大学(北京);2003年
6 张流强;基于微机械的光调制热成像器件研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
7 姜汉卿;应变梯度塑性理论断裂和大变形的研究[D];清华大学;2000年
8 李成锋;介观尺度铣削力与表面形貌建模及工艺优化研究[D];上海交通大学;2008年
9 李茂林;非局部摩擦及应变梯度理论在超塑性成形中的应用研究[D];南昌大学;2009年
10 纪新明;MEMS红外光声气体传感系统的研究[D];复旦大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董宏奎;石英微机械振动陀螺薄膜相关技术研究[D];电子科技大学;2009年
2 程保罗;新型体微机械工艺制造高性能加速度传感器的研究[D];浙江大学;2004年
3 房亮;基于DEM地形参数计算的尺度效应研究[D];西北大学;2006年
4 黎海文;微摩擦测试仪中微力传感器的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
5 王卫东;微机械加工压力传感器的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 陈宇晓;电容式微机械静电伺服加速度计系统分析[D];电子科技大学;2003年
7 彭泳卿;纳米尺度气体薄膜润滑理论及其应用研究[D];清华大学;2004年
8 李伟;高g值硅微加速度计的结构设计与分析[D];南京理工大学;2005年
9 禹路;微拉伸尺度效应及数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
10 刘东栋;一种基于体硅微机械工艺的微机械光开关的研究[D];浙江大学;2002年
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