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题名局部温差作用下压电薄膜的变形与电场分析
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作者
席勃
李东波
陈晶博
鲁双
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机构
西安建筑科技大学理学院
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出处
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期659-671,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(No.51878547)资助
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文摘
基于热压电理论考虑一阶和二阶变形之间的耦合对压电薄膜内部的力学和电学行为进行分析.论文推广了传统的弹性Mindlin板模型到多物理场上,建立了具有局部温度场的压电薄膜模型,作为应用,研究了局部温度变化对压电薄膜变形和电场的调控效果.利用Navier解理论求解压电薄膜在厚度伸缩变形时的位移场和电势场.接下来进行了数值研究,结果表明:局部升温(降温)会导致加载区域内的厚度拉伸(收缩)变形,同时伴随着面内拉伸(收缩)变形和二阶剪切变形,薄膜的面内变形在上表面和下表面的温度加载区域达到最大,两处区域分别产生电势阱(电势垒)和电势垒(电势阱),这表明利用局部温度场可以实现对压电薄膜变形和电场的非接触式调控.本研究是对具有热弹性效应和热释电效应的压电薄膜结构分析理论的一个扩展,为微纳米尺度器件的结构设计提供参考.
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关键词
局部温差
压电效应
mindlin-medick假设
二阶剪切
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Keywords
local temperature difference
piezoelectric
mindlin-medick hypothesis
second-order shear deformation
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分类号
TB383.2
[一般工业技术—材料科学与工程]
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