發(fā)布時間：2020-09-04 19:25

　　 隨著材料制備技術(shù)的發(fā)展和智能器件的微納化,磁電彈納米材料及其納米結(jié)構(gòu)引起了研究人員的廣泛關(guān)注。與宏觀磁電彈材料相比,磁電彈納米材料不但具有力電磁耦合性能,而且在力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等方面顯示出優(yōu)異的性能。力學(xué)性能(如波動、振動、屈曲等)的尺度效應(yīng)是磁電彈納米結(jié)構(gòu)應(yīng)用中最重要的問題之一。為了描述磁電彈納米結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的尺度依賴性,本論文將首先利用非局部理論研究磁電彈納米梁的波傳播特性,接著應(yīng)用非局部應(yīng)變梯度理論研究磁電彈納米板、納米殼和功能梯度多孔壓電納米梁的波傳播特性。分析了非局部效應(yīng)、應(yīng)變梯度效應(yīng)和磁電熱力載荷對納米結(jié)構(gòu)波傳播特性的影響。本文的討論分為以下幾個部分:(1)首先探討了磁電彈納米梁的波傳播特性。建立兩種非局部磁電彈納米梁模型,即歐拉梁模型和鐵木辛柯梁模型;采用哈密頓原理推導(dǎo)出波傳播問題的運動方程組,求解得到磁電彈納米梁的頻散關(guān)系。討論了非局部參數(shù)和磁電熱力載荷對磁電彈納米梁波傳播頻散關(guān)系的影響。研究發(fā)現(xiàn)非局部效應(yīng)降低了納米梁的剛度,正電勢、負(fù)磁勢和溫升能夠?qū)е碌谝荒B(tài)頻散曲線中出現(xiàn)截止波數(shù)。(2)基于非局部應(yīng)變梯度理論,研究了磁電彈納米板的波傳播特性。同時考慮非局部效應(yīng)和應(yīng)變梯度效應(yīng)建立了兩種磁電彈納米板模型,即Kirchhoff板模型和Mindlin板模型。分析了非局部參數(shù)、尺度參數(shù)和磁電熱力載荷對磁電彈納米板頻散關(guān)系的影響。研究發(fā)現(xiàn)非局部效應(yīng)導(dǎo)致磁電彈納米板產(chǎn)生剛度軟化效應(yīng),而應(yīng)變梯度效應(yīng)導(dǎo)致納米板產(chǎn)生的剛度硬化效應(yīng);正電勢、負(fù)磁勢和壓力會導(dǎo)致第一階模態(tài)頻散關(guān)系曲線中出現(xiàn)臨界波數(shù)和截止波數(shù)。(3)基于非局部應(yīng)變梯度理論,建立了非局部應(yīng)變梯度Kirchhoff-Love納米殼和一階剪切變形納米殼模型,研究了磁電彈納米殼的波傳播特性。分析了非局部參數(shù)、尺度參數(shù)和磁電熱力載荷對磁電彈納米殼頻散關(guān)系的影響。(4)進(jìn)一步研究了功能梯度多孔壓電納米梁的波傳播問題。建立非局部應(yīng)變梯度多孔壓電納米梁模型,考慮納米梁的孔隙沿著厚度方向呈對稱分布、非對稱分布和均勻分布三種形式。討論了孔隙分布形式、孔隙率、非局部參數(shù)、尺度參數(shù)和熱電機(jī)械載荷對頻散關(guān)系的影響。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.1
【部分圖文】：

邐Ｃ３３逡逑２．３磁電彈納米梁的波傳播分析逡逑如圖２－１所示，一個厚度為／？、截面為矩形的磁電彈納米梁，施加電勢６、磁逡逑勢中和溫差Ａ７＼為了滿足麥克斯韋方程組，磁電彈納米梁的電勢６（ｘ，ｚ，0和磁勢逡逑中（ｘ，ｚ，0可表示成線性和半余弦函數(shù)的組合［７６］：逡逑１０逡逑

圖２－２當(dāng)厶尸二

等［３２］在２０１５年提出了非局部應(yīng)變梯度理論，該理論同時考慮了非梯度效應(yīng)。根據(jù)非局部應(yīng)變梯度理論，磁電彈納米材料中任意一位移和磁感應(yīng)強(qiáng)度，都與該點和周圍其它點處的應(yīng)變、電場和磁結(jié)構(gòu)的高階剪切變形機(jī)制相關(guān)。對于磁電彈納米材料，非局部應(yīng)寫成：逡逑）－（ｅ０ａ）２邋Ｖ２］ｃｒ，邋＝（ｌ－／２Ｖ２）（ｃ，ｗ＾邋－ｅｍｉｊＥｍ－ｑｎｉｊＨｎ邋－邋＾ＡＴ）ｊ－（ｅ０ａｆ邋Ｖ２邋］邋Ｄ，．邋＝邋（ｌ邋－／２Ｖ２邋）（ｅｉｋｌ￡ｋｌ邋＋邋ｓｉｍＥｍ邋＋邋ｄ，ｎＨｎ邋＋邋ＰｉＡＴ）＇＼－｛ｅ０ａｆ邋Ｖ２］５，邋＝邋（ｌ－／２Ｖ２）（＾ｔｆ邋＋ｄｉｍＥｍ邋＋邋ＭｍＨｎ邋＋邋＾ＡＴ）和／分別為非局部參數(shù)和尺度參數(shù)，都是用來表征納米尺度下的尺電彈納米板的波傳播分析逡逑

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4 李擴(kuò)社;李紅衛(wèi);嚴(yán)輝;于敦波;張國成;;磁電復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];稀有金屬;2008年03期

5 管鄂;淬火介質(zhì)冷卻特性磁電測試的研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;1996年12期

6 劉仁志;磁電解的研究與應(yīng)用[J];材料保護(hù);1985年05期

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8 ;重磁電綜合勘探研究中心[J];石油地球物理勘探;1989年04期

9 ;港寧磁電工業(yè)發(fā)展有限公司[J];磁記錄材料;1989年02期

10 石亞蘭;鄭求根;石艷玲;魏強(qiáng);劉天降;劉澤彬;;淺海重磁電聯(lián)合勘探方法試驗及效果[J];工程地球物理學(xué)報;2016年05期

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10 韓學(xué)禮;;磁電彈雙材料中三維位錯形成的耦合場分析(英文)[A];北京力學(xué)會第19屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

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本文編號：2812479