力电多场鼓包法测定PZT铁电薄膜的横向压电系数

为表征Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT)薄膜的横向压电性能,以纯力场鼓包测试模型和铁电薄膜材料压电方程为基础,推导了PZT铁电薄膜的力电耦合鼓包本构模型。采用溶胶-凝胶法制备了PZT铁电薄膜,并通过化学腐蚀法获得PZT薄膜鼓包样品。在外加电压为0~14V的条件下进行鼓包测试。结果表明,在纯力场作用下,PZT薄膜的弹性模量和残余应力分别为91.9GPa和36.2MPa;随着电压从2V变化到14V,PZT薄膜的横向压电系数d31从-28.9pm/V变化到-45.8pm/V。本工作所发展的力电耦合鼓包测试技术及力电耦合鼓包本构模型为评价铁电薄膜材料的横向压电性能提供了一种有效的分析方法。     

复合材料构件设计理论及仿真研究进展

复合材料构件设计及仿真是复合材料性能与应用研究的重要组成部分，在复合材料产业国际竞争中发挥着关键作用；我国在此领域的系统性研究起步较晚，理论水平滞后、自主标准受制、仿真软件基础薄弱、设计与制造分离等诸多风险共存，相比支撑复合材料构件在重要装备上大规模、高水平应用的长远目标差距明显。本文针对复合材料构件在重要装备应用方面的难题与挑战，剖析了复合材料构件设计理论及仿真的共性需求，梳理了国内外发展现状与主要趋势，提出了我国复合材料构件设计理论及仿真的重点方向：极端和多场环境下复合材料构件的设计理论、复合材料构件动力学分析与设计理论、数据驱动的复合材料构件仿真方法、复合材料构件强度与寿命仿真评价方法。为此建议，开展面向装备工程应用的复合材料构件多场多尺度设计技术、动载荷下的复合材料构件性能设计技术、数据驱动的复合材料构件设计与仿真技术、复合材料构件强度与寿命仿真软件平台等研究，全面提升我国复合材料构件的设计及工程应用水平。     

基于新型鼓包法测试NiFe2O4薄膜的力磁性能

为表征NiFe_2O_4(NFO)薄膜材料的力磁性能,利用自主研发的新型多场耦合鼓包测试系统和发展的铁磁材料鼓包力磁本构方程,采用溶胶-凝胶法和化学腐蚀法制备了NFO薄膜鼓包样品,并在不同力磁条件下研究了NFO薄膜力磁耦合性能。结果表明,在外加磁场为0Oe时,NFO薄膜弹性模量和残余应力分别为187.8GPa和500.8 MPa。随着外加磁场的增大,NFO薄膜弹性模量由0Oe时的187.8GPa逐渐增大到800Oe时的484.6GPa;磁致伸缩系数由200Oe时的-94.2×10~(-6)增大到800Oe时的-326.2×10~(-6)。当鼓包油压由0kPa增大到50kPa时,NFO薄膜剩余磁化强度降低75%,矫顽磁场降低44%。     

低速冲击下含损伤层合中厚浅球壳的非线性动力响应分析

基于中厚壳几何非线性理论和损伤理论 , 采用应变描述的失效准则 , 导出了层合浅球壳含基体损伤和纤维2基体剪切损伤的损伤本构关系 , 建立了低速冲击下轴对称正交对称铺设层合中厚浅球壳的非线性运动控制方程。对未知函数在空间域采用正交配置法离散 , 时间域采用 Newmark2 β方法离散 , 对整个问题进行迭代求解。数值结果表明 , 损伤、 冲击物的初速度以及结构的几何参数都在不同程度上影响着低速冲击下结构所受的冲击载荷和结构的非线性动力响应。