板狀軟材料樣品的生長(zhǎng)變形不僅在自然界普遍存在(如花瓣、葉片、人體皮膚等),還廣泛應(yīng)用于工程與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(如軟體機(jī)器人、柔性控制器、藥物釋放閥等)。軟材料的生長(zhǎng)變形屬于有限變形的范疇且涉及生長(zhǎng)不相容性、變形不穩(wěn)定性等課題,現(xiàn)已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文工作旨在研究板狀軟材料樣品生長(zhǎng)變形過程中呈現(xiàn)的力學(xué)行為特征,并揭示其內(nèi)在機(jī)理。主要的研究成果包括:(1)研究了具有線性梯度生長(zhǎng)場(chǎng)分布的板狀軟材料樣品在無外部約束下的生長(zhǎng)變形,從而得到了控制方程組的精確解并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,基于雙軸生長(zhǎng)和平面應(yīng)變假設(shè),在非線性彈性力學(xué)的框架下建立了模型的控制方程組。其次,在樣品內(nèi)部無殘余應(yīng)力的條件下,推導(dǎo)出了生長(zhǎng)函數(shù)所應(yīng)滿足的約束方程。然后,對(duì)于沿板厚度方向線性梯度分布的生長(zhǎng)場(chǎng),求解出了控制方程組的精確解,進(jìn)而揭示了各幾何參數(shù)和生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)樣品生長(zhǎng)變形的影響。最后,為了驗(yàn)證解析結(jié)果的有效性,開展了板狀水凝膠樣品的非均勻溶脹變形實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與解析結(jié)果可以很好地吻合。(2)研究了板狀軟材料樣品在平面應(yīng)變假設(shè)下的非均勻生長(zhǎng)變形,從而推導(dǎo)出了用于軟材料平板2D形狀設(shè)計(jì)的解析公式。首先,基于板狀樣品所滿...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

圖２－１?（ａ）平板３Ｄ參考構(gòu)型；（ｂ）平板在梯度生長(zhǎng)場(chǎng)作用下的彎曲變形ａ??

圖２－２參考構(gòu)型、生長(zhǎng)構(gòu)型與當(dāng)前構(gòu)型的關(guān)系??為了具體的果，我們假平板由不ｎｅｏ－Ｈｏｏｋｅａｎ組成

圖２－４長(zhǎng)麇為４０?ｍｍ的水凝膠樣品■：在不同時(shí)間點(diǎn)的構(gòu)型．：（ａ）?２?ｍｉｎ；?（ｂ）?４?ｍｉｎ；?（ｃ）?８?ｍｉｎ；?（ｄ）?１８??ｍｉｎ

圖２－５?（ａ）從表２－１計(jì)算得來的生長(zhǎng)參數(shù)Ａ１Ｑ、

本文編號(hào)：3889716