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微納機電系統力學(普通高等教育十三五規劃教材)

  • 作者：編者:高世橋//金磊//劉海鵬//牛少華
  • 出版社：北京理工大學
  • ISBN：9787568263665
  • 出版日期：2018/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：197
人民幣：RMB 32 元      售價：元
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內容大鋼
    高世橋、金磊、劉海鵬、牛少華主編的《微納機電系統力學(普通高等教育十三五規劃教材)》在簡述微納機電系統技術發展的基礎上，從物理基本力入手，針對微納機電系統的力學環境，先後介紹了靜電力、電磁力、范德瓦爾斯力、卡西米爾力、毛細力在微納尺度下的作用規律。針對微納系統結構，介紹了電容靜電力、布朗力、阻尼力對微納結構系統的作用特性和影響規律。在微納結構材料的尺度效應分析基礎上，分別以微機械振動陀螺系統、微振動俘能器系統為典型案例介紹了受力分析方法、系統建模方法以及機電耦合的動力學分析求解方法。此外，針對納米尺度的結構，在介紹碳納米管結構、原理及應用的基礎上，介紹了碳納米管的力學相關特性及分析方法。
    本教材適用於普通高等院校機電、力學類相關專業的本科生及研究生使用。
作者介紹
編者:高世橋//金磊//劉海鵬//牛少華
目錄
第1章  微納機電系統MEMS／NEMS及其物理力學
  1.1  微納機電系統MEMS／NEMS
  1.2  微機電系統的材料和微加工技術
  1.3  物質的構成及物理基本力
  1.4  微納機電系統中的物理力學
第2章  電荷及電偶極子的靜電力
  2.1  庫侖定律
  2.2  電場、電場強度、電勢
  2.3  電偶極子
    2.3.1  電偶極子的電場
    2.3.2  電偶極子電場中的電勢
  2.4  電多極子與電勢的多極展開
    2.4.1  單極子項
    2.4.2  偶極子項
    2.4.3  四極子項
第3章  電磁力
  3.1  洛倫茲力
    3.1.1  帶電粒子在均勻磁場中的運動
    3.1.2  帶電粒子在非均勻磁場中的運動
  3.2  安培力
    3.2.1  安培力的定義
    3.2.2  安培力的微觀解釋
    3.2.3  載流導線在磁場中所受到的磁力
    3.2.4  載流線圈在磁場中所受到的磁力矩
    3.2.5  平行載流導線間的相互作用力
  3.3  電磁感應定律
    3.3.1  電動勢
    3.3.2  法拉第電磁感應定律
    3.3.3  動生電動勢和感生電動勢
第4章  范德瓦爾斯力
  4.1  偶極子產生的電場
  4.2  離子與電場間的相互作用能及作用力
  4.3  偶極一偶極相互作用能
  4.4  角平均的偶極相互作用
  4.5  偶極一誘導偶極相互作用
  4.6  I,ondon一范德瓦爾斯力(色散力)
  4.7  極性分子間總的范德瓦爾斯相互作用
  4.8  物體間的范德瓦爾斯力
第5章  卡西米爾力
  5.1  卡西米爾力提出的背景
    5.1.1  「零點能量」及卡西米爾力的探索
    5.1.2  卡西米爾效應的進一步研究
  5.2  卡西米爾力
    5.2.1  卡西米爾力
    5.2.2  卡西米爾效應
    5.2.3  卡西米爾力的量子力學闡釋
  5.3  金屬板間的卡西米爾力及做功
    5.3.1  兩平行導電金屬板之間的卡西米爾力
    5.3.2  兩平行移動的平行平面的卡西米爾力
    5.3.3  平板間距離變化時卡西米爾力做功

  5.4  卡西米爾力對微加速度計性能的影響
第6章  毛細力
  6.1  毛細現象
  6.2  基本概念及毛細原理
    6.2.1  基本概念
    6.2.2  毛細原理
  6.3  毛細模型
    6.3.1  表面張力
    6.3.2  接觸角與潤濕現象
    6.3.3  拉普拉斯方程
  6.4  毛細力在平行板間的作用
    6.4.1  液橋毛細力理論
    6.4.2  兩板間的黏附力模型
第7章  微結構靜電場分析
  7.1  無限大平板模型
  7.2  考慮邊緣效應模型
    7.2.1  基於分離變數法得到的級數解
    7.2.2  基於保角變換計算式
    7.2.3  考慮極板厚度時的邊緣效應
    7.2.4  邊緣效應模型對比與分析
  7.3  非平行平板電容器的電容計算
  7.4  梳狀結構電容的拐角效應
第8章  布朗力與雜訊
  8.1  隨機過程的統計分析
  8.2  能量均分原理
  8.3  布朗運動現象與雜訊(布朗力)
  8.4  硅微陀螺機械熱雜訊
  8.5  電容加速度計熱雜訊
  8.6  電子熱雜訊
  8.7  PN結的散粒雜訊
第9章  阻尼力
  9.1  氣體微流動的基本概念及流區分類
  9.2  流體動力學基本方程及邊界條件
    9.2.1  應力應變張量
    9.2.2  流體動力學基本方程
    9.2.3  邊界條件
  9.3  壓膜阻尼
    9.3.1  雷諾方程
    9.3.2  氣體壓膜阻尼的求解
    9.3.3  幾種常見結構的阻尼力解
    9.3.4  氣體壓膜阻尼的擠壓效應
    9.3.5  其他因素對壓膜阻尼力的影響
  9.4  滑膜阻尼
    9.4.1  滑膜阻尼基本方程
    9.4.2  圓柱質量塊結構的氣體阻尼
    9.4.3  無限大、薄多孔板間氣體壓膜阻尼分析
第10章  微尺度效應
  10.1  圓柱顆粒的分析
  10.2  微結構力學基本方程
    10.2.1  平衡方程

    10.2.2  本構方程
  10.3  微梁彎曲
第11章  微機械諧振陀螺的動力學特性
  11.1  陀螺哥氏效應
  11.2  微機械陀螺的動力學方程
  11.3  微機械梳齒式陀螺的靜電驅動力
  11.4  動力學方程求解及討論
    11.4.1  常值角速度下檢測系統位移解
    11.4.2  諧變角速度下檢測系統的位移解
    11.4.3  一般變角速度下檢測系統的位移解
  11.5  多質量塊音叉式微陀螺的動力學方程
    11.5.1  雙質量塊音叉式微陀螺的動力學方程
    11.5.2  四質量塊音叉式微陀螺的動力學方程
第12章  微振動俘能器動力學
  12.1  壓電俘能系統的基本方程
    12.1.1  壓電材料本構方程
    12.1.2  柱體壓電塊振動壓電系統的基本方程
    12.1.3  附著樑上的壓電層振動壓電系統的基本方程
  12.2  懸臂樑式壓電俘能系統
    12.2.1  准靜態振動模型(單自由度sDOF模型)
    12.2.2  動態振動模型
  12.3  電極的布置
    12.3.1  在上下表面布滿導體作為兩電極
    12.3.2  在上表面間隔開布置兩電極
  12.4  振動梁式靜電俘能系統的基本方程
第13章  碳納米管力學
  13.1  碳納米管結構、性能及應用
    13.1.1  碳納米管的結構
    13.1.2  碳納米管的特性及應用
  13.2  碳納米管結構力學
    13.2.1  連續介質力學方法
    13.2.2  分子結構力學方法
參考文獻

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