[发明专利]一种隔振构型的单分子电学测量装置的设计方法

权利要求书

1.一种隔振构型的单分子电学测量装置的设计方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在计算机中设计几何模型；

该几何模型包括屏蔽箱、四根弹簧、悬挂板、单分子电学测量装置；所述四根弹簧分别设置于屏蔽箱的上顶面内壁与悬挂板的上表面的四个顶角之间，使得悬挂板与屏蔽箱的上顶面平行并位于屏蔽箱内部；所述单分子电学测量装置放置于悬挂板的上表面；

2)添加材料；

对几何模型填充材料，材料为不锈钢；

3)划分网格；

对于几何模型进行网格划分，并且弹簧以及单分子电学测量装置与悬挂板的接触部分的网格密度大于其它位置的网格密度；

4)设置物理场、边界条件、参数；

①选择COMSOL固体力学中的多体动力学模块；

②选择数学模型：其中为汉密尔顿算子：

其中

F是变形梯度，S是应力张量，f是体积力，ρ是材料密度，u是振动位移，t是时间；

③选用Fixed joint关节将几何模型连接起来，并给整个几何模型添加一个重力场；

④选择屏蔽箱的下底面作为边界，并设定边界的振动条件；

⑤在COMSOL中，添加spring-damper选项，设定不同的弹性系数、阻尼系数；添加massand moment of inertia选项，设置不同的质量；

5)选择Time study求解器进行计算，得到屏蔽箱底部、单分子电学测量装置在不同的外界振动频率、方向下发生的振动速度对比关系；

6)进行实际实验验证计算机模拟结果的正确性。

2.根据权利要求1所述的一种隔振构型的单分子电学测量装置的设计方法，其特征在于：所述单分子电学测量装置为机械可控裂结装置，具体包括底座、液池、芯片、压电陶瓷、步进电机；

所述底座为圆台体，其上表面放置有液池；液池内靠近圆台体上表面的一侧放置有压电陶瓷，所述芯片设置于压电陶瓷的上方；步进电机驱动压电陶瓷沿着平行与圆台体上表面的方向移动，从而改变压电陶瓷对芯片的应力，间接地改变芯片中电极对的横截面积大小或者改变电极对纳米级裂缝的间隔大小。

3.根据权利要求2所述的一种隔振构型的单分子电学测量装置的设计方法，其特征在于：所述屏蔽箱的侧面具有一可开关的门，将屏蔽箱内部与外界连通或隔离。

4.根据权利要求3所述的一种隔振构型的单分子电学测量装置的设计方法，其特征在于：所述屏蔽箱的外壁贴附有吸音材料。