納米壓電材料由于擁有獨(dú)特的壓電性和半導(dǎo)體耦合特性,在傳感器、制動器和納米力-電系統(tǒng)中的能量收集器中的應(yīng)用前景廣闊。與宏觀的壓電材料相比,納米壓電材料由于具有較大的表面體積比而呈現(xiàn)出獨(dú)特的物理特性。納米結(jié)構(gòu)中的表面/界面對納米壓電材料力-電耦合特性的影響很大。本文基于有效場法,詳細(xì)研究了表面/界面效應(yīng)對納米壓電材料有效特性的影響。主要內(nèi)容如下:研究了反平面剪切波在含涂層的納米壓電材料中的多重散射和動態(tài)有效特性問題。采用有效場法將隨機(jī)分布的夾雜問題簡化為一個(gè)夾雜問題。用波函數(shù)展開法描述有效介質(zhì)中的耦合波場,通過滿足表面/界面處的邊界條件確定了模式系數(shù),得到了納米壓電材料動態(tài)有效特性的解析解。結(jié)果表明隨著涂層的材料特性的變化,表面/界面效應(yīng)對動態(tài)有效特性的影響很大。基于有效場法,得到了無限大基體中含有高密度納米夾雜的動態(tài)有效特性。運(yùn)用Bessel函數(shù)的加法定理得到納米夾雜之間的相互作用。通過數(shù)值算例分析了表面/界面材料參數(shù)不同時(shí),兩個(gè)納米壓電夾雜之間的距離對動態(tài)有效特性的影響。同時(shí),還分析了體積份數(shù)不同時(shí),表面/界面壓電參數(shù)對動態(tài)有效特性的影響。構(gòu)建了一種含涂層的橢圓納米夾雜模型,預(yù)報(bào)了含涂... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 表面/界面壓電模型
    1.3 納米壓電材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納米壓電材料理論研究現(xiàn)狀
        1.3.2 納米壓電材料實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的選題來源及研究內(nèi)容
第二章 含涂層的納米壓電材料動態(tài)有效特性預(yù)報(bào)
    2.1 引言
    2.2 問題描述與波動方程的建立
    2.3 入射波激發(fā)與總波場
        2.3.1 入射波場
        2.3.2 散射波場
        2.3.3 壓電涂層中的波場
        2.3.4 納米夾雜中的折射波場
        2.3.5 有效壓電介質(zhì)中的總波場
    2.4 表面/界面處的邊界條件
    2.5 壓電介質(zhì)中的有效波數(shù)及動態(tài)有效特性
    2.6 數(shù)值算例與分析
    2.7 小結(jié)
第三章 含高密度夾雜的納米壓電材料動態(tài)有效特性預(yù)報(bào)
    3.1 引言
    3.2 問題描述與基本理論
    3.3 入射波激發(fā)與總波場
        3.3.1 入射波場
        3.3.2 散射波場
        3.3.3 折射波場
        3.3.4 總波場
    3.4 模式系數(shù)與動態(tài)有效特性確定
        3.4.1 模式系數(shù)確定
        3.4.2 動態(tài)有效特性確定
    3.5 數(shù)值算例與分析
    3.6 小結(jié)
第四章 含涂層的橢圓納米壓電材料有效特性預(yù)報(bào)
    4.1 引言
    4.2 問題描述與基本解
    4.3 電-彈特性的封閉解
    4.4 數(shù)值算例與分析
    4.5 小結(jié)
第五章 含無限長圓柱夾雜的納米壓電材料有效特性預(yù)報(bào)
    5.1 引言
    5.2 問題描述和求解
    5.3 有效彈性模量和壓電系數(shù)
    5.4 數(shù)值算例與分析
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：2984716