【摘 要】
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针对低维铁电材料的微观涡流畴结构及相关特性的力学载荷可控性规律展开系统理论分析,模拟计算,实验制备测试及应用分析研究.理论方面,运用已建立成熟的多尺度研究方法,揭示了不同结构下低维铁电材料涡流态存在方式及相关特性.实验方面,结合低维铁电材料实验制备和性能测试,搭建低维铁电材料力学加载实验平台及涡流畴结构观测平台,重点研究了力学载荷作用下铁电涡流态稳定和相变机制以及相关特性变化规律,为本领域基础和应
【机 构】
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中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广州510275
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针对低维铁电材料的微观涡流畴结构及相关特性的力学载荷可控性规律展开系统理论分析,模拟计算,实验制备测试及应用分析研究.理论方面,运用已建立成熟的多尺度研究方法,揭示了不同结构下低维铁电材料涡流态存在方式及相关特性.实验方面,结合低维铁电材料实验制备和性能测试,搭建低维铁电材料力学加载实验平台及涡流畴结构观测平台,重点研究了力学载荷作用下铁电涡流态稳定和相变机制以及相关特性变化规律,为本领域基础和应用发展奠定理论和实验基础.
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研究含双周期分布圆环形截面纤维的电磁弹性材料在远场均匀反平面机械载荷和均匀面内电磁载荷作用下的电磁弹性响应.通过在与基体性质相同的均匀电磁弹性材料双周期圆环形区域内引入广义本征应变,将所求问题等价为带有双周期广义本征应变的均匀介质电磁弹性材料问题.
以Ni2MnGa单晶为研究对象,基于已有的细观力学本构模型,利用哈密顿变分原理,推导了便于有限元计算的三维非线性准静态等温增量形式的本构关系和静力虚功方程.利用有限元分析软件ANSYS,分析了马氏体变体在简单外场时的磁致应变,并与实验数据比较,ANSYS模拟的结果和实验数据基本吻合.
利用两种具有不同玻璃化转变温度(Tg)的环氧基形状记忆聚合物制备出系列复合结构.首先对结构施加压力,使结构发生压缩变形,由于该种材料有优异的形状固定能力,因此预应变在外力撤除后保持下来;其次,在后续的热力学过程中,由于薄膜和基体回复变形不一致,导致薄膜和基体间产生压应力而发生屈曲,形成了齿轮结构.结果表明理论结果和实验结果基本相符.
基于C型谐振单元建立固/气体系二维声子晶体模型,利用有限元方法计算其能带结构.针对正方晶格、三角晶格、蜂窝品格和bathroom格子点阵结构声子晶体,讨论C型谐振单元几何尺寸和点阵结对带隙的影响.
基于传递矩阵法,建立了含缺陷周期性高架铁路在特征波入射下的动力响应计算模型,以及含缺陷周期性高架铁路缺陷态计算的超元胞方法.在模型中,通过引入联结弹簧把梁-梁-墩(BBP)接头处理成弹性连接.利用梁和墩的传递矩阵及BBP接头处的连接条件建立了高架铁路单跨的传递矩阵.
采用传递矩阵方法,研究磁电层状周期板中SH波的频散特性,板的自由表面平行于铺层界面,压电/压磁组分均为横观各向同性材料.为了讨论自由表面电磁边界条件和组分材料的铺层顺序对结构频散曲线的影响,考虑了压电/压磁/压电和压磁/压电/压磁2种层状结构周期板.数值算例给出了包含1,2,3和4个单胞周期板的频散特性.
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主要研究将二维手性材料和谐振夹杂相结合来设计弹性波超材料的方法.同时,手性材料的表征需要在其本构方程中体现,发展了在二维手性微极理论框架下针对该类手性材料的表征方法.
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利用边界元法计算了二维三组元局域共振型声子晶体的带隙结构.三组元声子晶体的组成为:"硬"材料(有较大的密度和声速)柱体外包一层"软"材料(有非常低的密度和小的声速)作为嵌入组合材料周期排列在基体中.