柔性石墨烯薄膜压力传感器力敏特性仿真计算

摘要

基于鼓泡试验原理及Beams球壳模型,建立石墨烯矩形薄膜载荷-最大形变及载荷-最大应变的数学模型,得到了载荷与最大应变和最大形变的数学关系;通过有限元分析软件,建立石墨烯矩形薄膜力学分析的有限元模型,求解不同模型尺寸下的载荷-最大形变及载荷-最大应变关系。对比有限元仿真解与Beams模型解,发现二者的平均相对误差在5%以下,验证了模型的准确性。同时对石墨烯矩形薄膜进行了模态分析,得到其前六阶固有频率与振型,并讨论了不同厚度石墨烯矩形薄膜的固有频率,可为设计制造石墨烯压力敏感器件提供参考。