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石墨烯薄膜压力敏感特性的模型仿真研究  
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【英文篇名】 Model simulation analysis of pressure-sensitive characteristics based on graphene film
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【作者】 李成; 肖俊; 郭婷婷; 樊尚春;
【英文作者】 LI Cheng; XIAO Jun; GUO Ting-ting; FAN Shang-chun; Science and Technology on Inertial Laboratory; Beihang University; School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering;
【作者单位】 北京航空航天大学惯性技术重点实验室; 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院;
【文献出处】 功能材料 , Journal of Functional Materials, 编辑部邮箱 2014年 09期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 石墨烯薄膜; 挠度特性; 模型仿真; 有限元分析;
【英文关键词】 graphene film; deflection characteristics; model simulation; finite element analysis;
【摘要】 针对石墨烯薄膜在高性能微压力传感器设计中的力学行为分析,基于石墨烯薄膜中心挠度的应力-应变关系,构建石墨烯薄膜的压力敏感特性基本模型,并结合ANSYS静力学非线性分析单元,针对所述不同模型对均布压强下不同厚度的石墨烯薄膜的挠度形变特性进行了数值解析与有限元仿真。结果表明,随着均布压强增大,预应力对挠度的影响变小,且基于Beams方程模型的解析解与ANSYS仿真解更吻合,其相对误差约为1%,并可较好地解释不同厚度下石墨烯薄膜的压力敏感特性,为基于石墨烯薄膜的微压力传感器探头设计提供理论模型基础。
【英文摘要】 Considering the mechanical behavior analysis of graphene film for high-performance pressure sensor design,the pressure-sensitive characteristics models in graphene film were established based on the relationship between the stress and the strain at the center of graphene film.Then with regard to the above-mentioned different theoretical models,the deflection deformation characteristics of graphene film were respectively computed by numerical analysis and simulated by using nonlinear statics analysis unit wi...
【基金】 国家自然科学基金资助项目(61273060); 中央高校基本科研业务费资助项目(YWF-13-B03-C11); 长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1203)
【更新日期】 2014-07-08
【分类号】 TQ127.11
【正文快照】 1引言2004年英国曼彻斯特大学天文物理学教授安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫用微机械剥离方法首次获得了单层石墨烯薄膜[1],随着石墨烯制备方法的不断发展[2],研究者发现,石墨烯具有高效的导电性和独特的超导特性[3-4],并已成功应用于气体探测[5]。特别地,在机械性能方面,其同

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