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题名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
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机构
重庆大学航空航天学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第4期758-762,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11472065)
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文摘
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.
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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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Keywords
thin film-substrate system
surface instability
negative Poisson’s ratio
stretchable electronics
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分类号
O34
[理学—固体力学]
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