Collaborative Research: Stick-slip Dynamics of Micromachined Interfaces

合作研究:微机械接口的粘滑动力学

基本信息

  • 批准号:
    1030322
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.14万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-10-01 至 2014-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT - CMMI - 1030322/ 1030278The goal of this collaborative research is to identify and model key interfacial systems in which reproducible stick-slip and steady-sliding behaviors occur in micromachined structures. A central issue is the relationship between the structure of organic monolayer coatings applied to the interfaces, and the resulting kinetic phase diagrams. This study will create a scientific toolset to enable investigations of stick-slip and steady-sliding behavior. The friction test system consists of a long-travel high-force linear actuator pulling a calibrated spring and a friction block to which a controllable normal force is applied. The test apparatus will be imaged by a high-speed video camera. Friction-based micromachined linear actuators have broad potential applications of significant technological importance including nanometer-scale positioning of optical components, data storage, microvalve flow control and microrobotics. This actuator technology holds the potential to revolutionize fiber communications, lab-on-a-chip diagnostics and microassembly techniques. The performance and reliability of these actuators depends strongly on control of the contacting interface and understanding of its behavior under various loading and environmental conditions. The proposal?s educational component includes the development of complimentary Senior/Graduate elective courses at Carnegie Mellon and Auburn Universities, entitled "Experimental Micro- and Nanomechanics" and "Thin Film Deposition and Characterization Methods." A summer exchange program will ensure that students learn experimental techniques taught at each university. Outreach will be accomplished by interacting with high-school journalism classes which will develop videos stimulating interest in engineering.
摘要- CMMI - 1030322/1030278这项合作研究的目标是识别和模拟关键的界面系统,其中可再现的粘滑和稳态滑动行为发生在微机械结构中。 一个中心问题是施加到界面的有机单层涂层的结构之间的关系,和由此产生的动力学相图。 这项研究将创建一个科学的工具集,使粘滑和稳态滑动行为的调查。 该摩擦测试系统由一个长行程高力线性致动器拉动校准弹簧和一个摩擦块,可控的法向力施加。 将通过高速摄像机对试验装置进行成像。 基于微位移的线性微机械致动器具有广泛的潜在应用,包括光学元件的纳米级定位、数据存储、微阀流量控制和微机器人。 这种致动器技术有可能彻底改变光纤通信、芯片实验室诊断和微组装技术。 这些致动器的性能和可靠性在很大程度上取决于对接触界面的控制以及对其在各种载荷和环境条件下的行为的理解。 求婚?的教育部分包括在卡内基梅隆大学和奥本大学开设免费的高级/研究生选修课程,题为“实验微观和纳米力学”和“薄膜沉积和表征方法”。“一个暑期交流项目将确保学生学习每所大学教授的实验技术。 外联活动将通过与高中新闻课程互动来完成,这些课程将制作视频,激发对工程的兴趣。

项目成果

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