超声激励下微悬臂梁非线性动力学特性对原子力声学显微镜(AFAM)的性能具有非常重要的影响。本项目主要研究超声激励下微悬臂梁非线性振动现象，并利用相平面图、Poincare 映射、功率谱和Lyapunov 指数等对微悬臂梁周期运动和混沌运动进行表征。我们首先建立了超声激励下板梁结构振动的多自由度动力学模型，通过数值求解并结合已有的实验结果阐明了超声激励下板梁非线性振动机理，为AFAM微悬臂梁振动分析奠定理论基础。其次，利用Euler–Bernoulli梁理论和DMT针尖—样品作用力模型建立了试样激励下轻敲模式的AFAM系统的动力学方程。采用数值方法对AFAM系统微悬臂梁非线性幅频响应特性进行了研究，分析了微悬臂梁非线性共振曲线频移和高频跳变现象。通过应用微分方程数值求解与非线性动力学分析方法对AFAM微悬臂梁的超谐波、次谐波和准次谐波振动特性进行了分析。最后，阐明了超声激励下微悬臂梁混沌振动机理，分析了微悬臂梁混沌振动存在条件、特征及通向混沌的途径以及控制方法。在项目研究期间，在SCI和EI源刊物上发表论文9篇。 2100433B