【摘 要】
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微机械圆盘谐振器具有高谐振频率、高品质因数和高灵敏度等优越特性,在高性能微机械陀螺,射频通信和生物化学检测等领域备受关注。微机械圆盘谐振器的振动特性是决定谐振器性
【机 构】
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南京理工大学理学院; 南京理工大学机械工程学院;
【基金项目】
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江苏省自然科学青年基金(BK20170848);国防973(613290***)资助项目
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微机械圆盘谐振器具有高谐振频率、高品质因数和高灵敏度等优越特性,在高性能微机械陀螺,射频通信和生物化学检测等领域备受关注。微机械圆盘谐振器的振动特性是决定谐振器性能的主要因素。针对中心支撑微机械圆盘谐振器结构横向振动特性,考虑圆盘和支撑杆的耦合作用,将圆盘结构简化为圆环形薄板模型,将锚点支撑杆简化为一维杆模型,建立了"圆盘-杆"连续体模型。基于圆盘-杆连续模型,采用瞬态波函数展开法和组合体内力法,推导出组合结构横向振动模态的理论公式,建立一种研究中心支撑微机械圆盘谐振器横向振动特性精确的理论方法,并进一步研究杆长、半径对"圆盘-杆"连续体模型横向振动的影响。数值研究表明,理论方法计算结果和有限元计算结果相吻合,侧面说明了建立的理论方法的计算结果是可靠有效的。随着支撑杆长度的增大,中心支撑圆盘谐振器的固有频率值会减小。而随着杆半径的增大,其固有频率值会增大。研究结果可为圆盘谐振器锚点支撑结构设计和能量耗散机理研究提供理论基础。
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