基于高本征模分析的轻敲式原子力显微镜中的微悬臂梁动力学

轻敲模式原子力显微镜（AFM）中的微悬臂动力学是通过多模近似来解决的，该近似允许考虑初级或次级共振的外部激励，并突出高阶本征模的影响。在提出AFM模型及其多模态离散化的基础上，通过考虑不同分岔参数的单模态和三模态模型的数值模拟，研究了其动态响应。分析了攻丝模式AFM响应的典型特征，如非线性滞后、双稳态、高次谐波贡献、冲击速度和接触力。分析是通过根据瑞利准则评估高阶模态的阻尼来进行的，该准则基本上解释了代表AFM在空气中行为的结构阻尼。通过考虑模态集，还研究了液体中更典型的AFM标称阻尼情况问-具有不同模式和值范围的因素。强调了可变的吸引力-脉冲效应，以及当系统在第二共振激发时可能存在共存的多周期轨道。