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超弹性薄膜与可压缩基底双层结构表面失稳分析 被引量:6
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作者 黄春阳 唐山 彭向和 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期758-762,共5页
当上层超弹性硬质薄膜和下层可膨胀基底构成的双层结构受压时,薄膜的自由表面可通过形成褶皱降低系统能量.研究表明,上下两层的模量比不同时,上层弹性硬质薄膜将表现出不同的表面失稳模式.本文提出了一种新颖的方法可有效抑制双层软材... 当上层超弹性硬质薄膜和下层可膨胀基底构成的双层结构受压时,薄膜的自由表面可通过形成褶皱降低系统能量.研究表明,上下两层的模量比不同时,上层弹性硬质薄膜将表现出不同的表面失稳模式.本文提出了一种新颖的方法可有效抑制双层软材料的表面失稳,即改变基底材料的泊松比,这种方法同时适用于不具有应变硬化的软材料.首先基于Neo-Hookean模型发展了小变形条件下双层结构表面失稳的理论模型,通过半解析的方法得到了表面失稳的临界应变;然后通过有限元计算与模拟,进一步验证了负泊松比基底可延缓表面失稳.结果表明:(1)当双层结构基底泊松比为正且趋于0.5(不可压缩)时,双层结构在较小的压缩应变下出现表面失稳;(2)当基底的泊松比为负且趋于-1时,可被压缩至46%而不出现表面失稳,即可膨胀基底能有效抑制薄膜的表面失稳.本文发展的方法及主要结果可为延展性电子器件的设计提供指导. 展开更多
关键词 薄膜--基底结构 表面失稳 负泊松比 可延展性电子
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弹性材料层表面失稳的解析解 被引量:1
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作者 孟吉祥 吴枝根 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期220-224,共5页
文章通过求解均质材料弹性层中增量位移表示的平衡微分方程,分别得出了均质弹性层和材料参数不同的双层结构弹性层表面失稳的解析解。结果表明:均质材料弹性层表面失稳的临界应变只与材料的泊松比有关;而与弹性模量无关;对于双层结构的... 文章通过求解均质材料弹性层中增量位移表示的平衡微分方程,分别得出了均质弹性层和材料参数不同的双层结构弹性层表面失稳的解析解。结果表明:均质材料弹性层表面失稳的临界应变只与材料的泊松比有关;而与弹性模量无关;对于双层结构的弹性层,临界应变和临界波长与弹性层的表层与里层的厚度比和弹性模量比都相关,结果与相关文献结论吻合得很好。 展开更多
关键词 表面失稳 临界条件 弹性材料层 解析解
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电-力耦合场下导电弹性介质的表面失稳
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作者 梁晓东 汪忠明 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1662-1664,1668,共4页
文章利用线性摄动理论,对扩散调控的弹性固体表面在受到单向均匀远场应力和电场的作用下进行了研究;采用线性稳定性分析得到了临界失稳波长,得出了摄动增长率随扰动波数的变化曲线;在分析过程中,考虑了弹性应变能、表面能和静电能的共... 文章利用线性摄动理论,对扩散调控的弹性固体表面在受到单向均匀远场应力和电场的作用下进行了研究;采用线性稳定性分析得到了临界失稳波长,得出了摄动增长率随扰动波数的变化曲线;在分析过程中,考虑了弹性应变能、表面能和静电能的共同作用。分析结果表明,表面能总是抑制表面失稳,弹性应变能促进表面失稳,而静电能有利于表面失稳。表面形态的演化是由于几种能量相互竞争导致的结果,最终趋于总自由能最小。通过机械应力和电应力调控的表面自组装可以生成周期性纳米结构,从而为纳电设备的制造提供模板。 展开更多
关键词 电-力耦合 表面失稳 自组装 表面扩散 摄动分析
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界面黏接对软电介质薄膜临界击穿场强影响的试验研究
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作者 邵一哲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期140-147,共8页
软电介质薄膜因模量低、可大变形、适应性强等特点,被广泛应用于电气和电子系统中。但由于材料的介电常数较低,通常需要在较高的电场环境下服役。在高电场环境下,软电介质薄膜易产生失稳和电击穿破坏,影响着材料的应用范围和稳定性。本... 软电介质薄膜因模量低、可大变形、适应性强等特点,被广泛应用于电气和电子系统中。但由于材料的介电常数较低,通常需要在较高的电场环境下服役。在高电场环境下,软电介质薄膜易产生失稳和电击穿破坏,影响着材料的应用范围和稳定性。本研究针对电极对软电介质薄膜有无约束两种情况对此类器件的稳定性展开了研究:首先定量描述了电极对电介质无约束时,电压加卸载过程中失稳形貌的演化规律;其次讨论了例如氯化锂水凝胶等软电极对薄膜力电失稳的抑制,并利用化学黏接的方式增强水凝胶电极对电介质薄膜的约束,提升了电介质薄膜的临界击穿场强。 展开更多
关键词 软电介质薄膜 表面失稳 界面黏接 电场击穿强度
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