1、納米材料由于其優(yōu)越的力、電、磁及熱性質(zhì)，而被廣泛地應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和納機(jī)電系統(tǒng)（NEMS）中，如：納米傳感器、納米驅(qū)動(dòng)器及納米開關(guān)。隨著材料尺寸的減少，材料的表面積與體積比迅速增大，這時(shí)表面效應(yīng)對(duì)納米材料力學(xué)性質(zhì)的影響顯著。因此，分析表面效應(yīng)對(duì)納米元器件力學(xué)行為的影響是非常有意義的，也是非常有必要的。基于表面彈性理論，本文研究了表面效應(yīng)對(duì)幾種納米梁和板狀結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的影響。具體內(nèi)容如下：
　　研究了表面能及界面能對(duì)納米

2、多層梁彎曲行為的影響。通過(guò)最小勢(shì)能原理，導(dǎo)出了含表面能與界面能的控制方程以及相應(yīng)的邊界條件，并給出了納米多層梁在均布荷載及集中力作用下?lián)隙鹊慕馕霰磉_(dá)式。結(jié)果表明，表面能和界面能使梁的剛度變大；表面能和界面能對(duì)等效彈性模量的影響依賴于表面和界面彈性模量以及初始表面能和界面能。
　　研究了表面能及吸附物對(duì)納米梁振動(dòng)頻率的影響。通過(guò)哈密頓原理，導(dǎo)出了納米梁式質(zhì)量傳感器的控制方程，并給出了數(shù)值解。結(jié)果表明：表面能對(duì)細(xì)長(zhǎng)納米梁式質(zhì)量傳感器頻

3、率改變量的影響更為顯著，忽略表面能會(huì)過(guò)高的預(yù)測(cè)吸附物的質(zhì)量；橫向剪切變形對(duì)較短的納米梁式質(zhì)量傳感器頻率改變量的影響更為顯著，忽略橫向剪切變形會(huì)過(guò)低的預(yù)測(cè)吸附物的質(zhì)量；表面能會(huì)增加納米梁式質(zhì)量傳感器的靈敏度，但剪切變形會(huì)使其靈敏度降低。
　　基于非局部理論，研究了表面效應(yīng)對(duì)壓電納米梁彎曲及力-電耦合行為的影響，給出了壓電納米梁力-電耦合系數(shù)的解析解。結(jié)果表明，表面效應(yīng)對(duì)細(xì)長(zhǎng)壓電納米梁力-電耦合系數(shù)的影響較大；非局部效應(yīng)對(duì)力-電耦合系

4、數(shù)的影響隨非局部系數(shù)的增大而增大。同時(shí)，研究了表面效應(yīng)對(duì)壓電納米薄板在外壓作用下彎曲及能量收集行為的影響?；谀芰糠?，給出了壓電納米薄板所收集能量的近似解析解。結(jié)果表明，表面效應(yīng)對(duì)壓電納米薄板能量收集行為的影響隨薄板厚度的增大而減少；隨薄板半徑與厚度比值的增大而增大。
　　研究了表面效應(yīng)對(duì)電驅(qū)動(dòng)納米梁非線性彎曲和振動(dòng)的影響。對(duì)固支梁而言，考慮了表面效應(yīng)、中面拉伸效應(yīng)以及電極間的分子間作用力（Casimir力）對(duì)固支梁吸合穩(wěn)定性的影

5、響。通過(guò)最小勢(shì)能原理導(dǎo)出了問(wèn)題的控制方程，并通過(guò)微分求積法（DQ法）給出了吸合電壓和振動(dòng)頻率的數(shù)值解。結(jié)果表明，表面能與中面拉伸效應(yīng)對(duì)固支梁吸合電壓及振動(dòng)頻率的影響依賴納米梁的長(zhǎng)度、厚度以及兩電極的初始間距。分子間作用力對(duì)固支梁吸合電壓及振動(dòng)頻率的影響隨初始間距的增大而減少。對(duì)懸臂梁而言，針對(duì)幾種常用的懸臂型納米開關(guān)提出了一種通用的力學(xué)模型，并研究了表面效應(yīng)、曲率非線性以及固定電極長(zhǎng)度和位置對(duì)懸臂梁吸合穩(wěn)定性的影響。通過(guò)哈密頓原理導(dǎo)出了

6、問(wèn)題的控制方程，并給出了數(shù)值解。結(jié)果表明，表面效應(yīng)和曲率非線性對(duì)具有較大初始間距與長(zhǎng)度比、較短固定電極的懸臂納米梁吸合電壓和振動(dòng)頻率的影響更為顯著。固定電極的長(zhǎng)度與位置對(duì)懸臂納米梁的吸合特性影響顯著。
　　基于修正偶應(yīng)力理論，研究了表面效應(yīng)及幾何非線性變形對(duì)電驅(qū)動(dòng)納米矩形和圓形板彎曲和振動(dòng)的影響。通過(guò)哈密頓原理，導(dǎo)出了問(wèn)題的控制方程。并通過(guò)伽遼金法給出了控制方程的“降階形式”。結(jié)果表明，表面能、幾何非線性變形及材料的特征長(zhǎng)度會(huì)使納