可變形電子結構的動力屈曲及後屈曲研究

《可變形電子結構的動力屈曲及後屈曲研究》是依託華南理工大學，由張曉晴擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：可變形電子結構的動力屈曲及後屈曲研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張曉晴
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

可變形電子技術是當前國際電子產業的前沿技術，研究可變形電子結構的動力屈曲和後屈曲問題，是具有顯著創新性的前沿課題，具有重要的學術價值和現實意義。本項目研究可變形電子結構在不同應變速率下的非線性動力屈曲和後屈曲問題，研究其臨界荷載、初發屈曲模態、初始屈曲時間，關注其屈曲變形的動態擴展規律及其最終屈曲模態，考慮初始缺陷的重要影響，並研究複雜應力情況下可變形電子結構的動力屈曲問題。本項目將得到可變形電子結構的動力屈曲和後屈曲的特徵參量與結構材料性質、幾何參數和載荷特性的關係，為可變形電子產品的設計與開發提供重要的理論依據。

結題摘要

可變形電子技術在微電子，生物，醫學等領域有廣闊的套用前景。可變形電子技術以硬質薄膜、柔性基底結構為基礎。將薄膜粘附在已施加預應變的基底上，然後釋放預應變，致使薄膜發生屈曲。將薄膜基底結構的屈曲特性套用於半導體納米技術中，便可實現電子元件的可變形特性。在生產和使用過程中，可變形電子結構都不可避免受到各種外力的衝擊。這些衝擊可能來自化學反應，機械碰撞，環境溫度等，並最終體現在薄膜和基底結構受到的隨時間變化的荷載之中。一般而言，這些荷載包括線性荷載，階躍荷載，脈衝荷載，周期荷載和隨動荷載等。類似於靜力屈曲分析，動力屈曲同樣需要確定臨界荷載和屈曲模態。但動力屈曲有更豐富的動力回響，包括衝擊屈曲，振盪屈曲等，並對初始條件敏感。除動力荷載外，結構還可能受到多種荷載形式。當預應變較大，發生大變形屈曲，原有的小變形假設不再適用。當預應變為雙向作用時，結構發生雙軸屈曲，屈曲模態較單軸的要複雜。當薄膜的厚度很小時，表面效應顯著，不可忽略。這些荷載都會對可變形電子結構的屈曲模態和後屈曲行為產生顯著影響。 本項目重點討論了可變形電子結構在動力荷載下的穩定性。通過理論和數值分析，確定階躍荷載和線性荷載下，可變形電子結構動力屈曲模態和臨界條件，並且分析初始條件對屈曲特徵的影響。本項目也討論了可變形電子結構的雙軸靜力屈曲，大應變下可變形電子結構的後屈曲特徵，以及表面效應對可變形電子結構屈曲的影響。以上成果，對於可變形電子技術的生產製造有參考意義，確保結構穩定和滿足特定的功能要求。