导读:本文包含了电耦合分析论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:挠曲电效应,电动性,等效压电系数,外毛细胞
电耦合分析论文文献综述
陈本强,苏雅璇,周志东[1]（2019）在《电激励下基于挠曲电效应的外毛细胞力电耦合分析》一文中研究指出耳蜗内的外毛细胞在电激励下的力电耦合运动是耳蜗放大主动机制的重要基础.以耳蜗外毛细胞为研究对象,基于外毛细胞侧壁的特殊膜结构,推导膜曲率变化、轴向伸缩与跨膜电位差之间的相互关系,建立外毛细胞挠曲电-压电线性等效模型,进而获得整体的等效压电系数.建立外加电激励下细胞轴向振动的动力学控制方程和动态电学方程,并结合相应的力学和电学边界条件进行分析,从频域上讨论细胞材料参数和流体阻力对外毛细胞电动性机制的影响.计算结果表明:在高频区域随着激励频率的增加,流体阻力限制机械功的输出;机械功输出大小和峰值所对应的激励频率与细胞长度、外膜挠曲电系数和细胞基部电阻抗有关,当细胞越长、挠曲电系数或细胞基部电阻抗越大时,机械功输出越大,其对应峰值的激励频率越小.(本文来源于《厦门大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
周志东[2]（2018）在《多层挠曲电/压电传感器的力电耦合分析》一文中研究指出挠曲电效应是材料极化强度(电场强度)与应变梯度之间的耦合关系,对于新型微纳米致动器,传感器和俘能器的性能具有重要影响。本文以考虑挠曲电效应的多层压电传感器为研究对象,分析其力电性能的尺度效应和挠曲电/压电性能的影响。以材料的电Gibbs自由能为基础,采用挠曲电材料的变分方法,基于Euler-Bernoulli梁假设,推导多层压电传感器的控制方程和广义机械边界条件,给出了一个描述压电-挠曲电耦合的新参数,其体现了材料压电效应和挠曲电效应各自的地位,与材料的压电系数,挠曲电系数和传感器压电层/弹性支撑层厚度有关。通过推导,本文也获得了输出电势(电压)与梁端部转角之间的解析关系式。分析均布力作用下的多层压电传感器,获得传感器结构的挠曲线方程和输出电势的解析表达式。通过数值算例,讨论了传感器的归一化挠度,归一化刚度和输出电势与结构尺寸和材料参数的相互关系。结果表明:当传感器尺寸较大时,压电效应对输出电势起着主导作用;随着传感器尺寸减小,挠曲电效应将对输出电势起着更显着的主导作用,此时,输出电势在某个结构临界尺寸存在最大值,此临界尺寸与材料参数有关。进一步研究发现,压电层结构的厚度和预极化方向对传感器系统输出电势也有很大影响。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
杨昌平[3]（2017）在《不同边界条件下挠曲电压电纳米梁力电耦合分析》一文中研究指出挠曲电效应是材料极化强度(或电场强度)与应变梯度之间的耦合关系,对于新型微纳米传感器,致动器和俘能器的性能具有重要影响。本文以挠曲电压电材料为研究对象,采用压电线性理论,并在电Gibbs自由能密度函数中考虑应变梯度与电场之间的耦合作用,并通过变分原理获得材料的本构方程,控制方程和边界条件。采用伯努利-欧拉梁理论,分析获得挠曲电压电梁的控制方程和相应的力电边界条件,并对不同力电边界条件下的纳米梁结构进行理论和数值分析。在压电悬臂梁基础上,对不同电学边界条件的挠曲电效应进行了讨论。电学边界条件分别为表面无电极覆盖的开路电学条件(OC);表面覆盖电极,并有稳定输入电压的闭路电学条件(CCF);以及表面有电极覆盖的开路电学条件(OCI)。通过对纳米悬臂梁结构的分析,首次获得了 OCI边界下梁挠度的解析解和由于挠曲电效应引起的诱导电势的解析表达,并进一步获得了峰值诱导电势与挠曲电系数和梁尺寸的相互关系。数值结果表明:在OC和OCI条件下,挠曲电效应减小压电梁的等效挠度,即挠曲电效应增强了梁的抗弯曲能力;而对于CCF条件下的梁,挠曲电效应对梁弯曲行为的影响取决于外加电压的大小与方向。当压电悬臂梁在OCI条件下,挠曲电效应将在梁表面生成均匀分布的诱导电势,诱导电势将产生与机械载荷引起的力矩相反的力矩,使得梁的等效弯曲刚度增大。本文进一步研究了压电梁在不同机械边界条件(两端固支结构和两端简支结构)下,OCI条件下,由挠曲电效应产生的诱导电势对压电梁力电响应的影响,给出了求解诱导电势的超越方程。计算结果表明:压电梁在两端固支结构下,梁上的诱导电势为零,挠曲电效应不对梁的力电响应产生作用;在两端简支结构中,梁内的轴向力对表面的诱导电势,等效挠度有一定的影响,特别是对于小尺寸结构。诱导电势对压电梁弹性行为的影响与悬臂结构类似,但挠曲电效应对于悬臂梁的电学性能(如峰值诱导电势,极化强度)的增益效果比简支结构更加明显。本文的工作对挠曲电微纳米器件的设计与开发提供了有益的指导作用。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-06-30）
杨兴旺[4]（2017）在《非线性磁电耦合分析的有限元法及其应用》一文中研究指出磁电复合材料中的磁电效应或逆磁电效应,是通过压电相和压磁相的界面应变介导获得,而原本的压电相和压磁相均不具备磁电耦合。目前磁电复合材料可以获得比单相多铁性材料高几个数量级的耦合系数,这使得磁电效应在实际应用中成为可能。作为一种新型的智能材料,磁电复合材料在机电系统、磁电传感器、信息存储、微波器件等领域具有巨大的应用前景。由于组成磁电材料的铁电相和铁磁相的本构通常具有强非线性,其材料参数往往是应力场、偏磁场、温度场等场变量的非线性函数,所以磁电复合材料在磁场或电场激励下的响应通常也是非线性响应。因此建立磁电复合材料力-磁-电的全耦合非线性分析在结构器件的设计中具有实际的需要。本文推导了一种显式增量有限元算法来考察磁电复合材的多场耦合。主要进行了以下方面的工作:(1)首先在线性压磁方程和系统平衡微分方程的基础上,通过显式的方法考虑压磁系数和磁导率随预应力和外磁场的非线性变化,推导了增量形式的有限元算法,并运用有限元软件ABAQUS中的子程序USDFLD实现了该算法,在超磁致伸缩材料的准静态响应中验证了该算法的有效性、收敛性和稳定性。(2)运用上述显式增量算法模拟超磁致伸缩材料致动器在存在外磁场和预应力时在交变磁场激励下的动态响应,得到了不同预应力水平下的频率响应特性和力、位移输出曲线。考察了材料阻尼比、交变磁场与偏磁场幅值比等因素对响应的影响。数值结果表明采用显式增量算法和一般的线性本构计算在幅值比较大时将产生较大的差别。(3)将处理非线性磁致伸缩的方法运用到磁电层合结构的准静态、动态非线性响应分析中,分析了两相界面刚度,不同极化、磁化方向,不同预应力水平以及边界条件等因素对磁电耦合系数的影响。数值结果表明应力和磁场对非线性耦合有较大的影响,且不同的加载顺序将得到不同的结果。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-03-23）
孟广伟,李霄琳,周立明,李锋,王晖[5]（2016）在《基于MEMsFEM的功能梯度压电板力电耦合分析》一文中研究指出功能梯度压电材料(FGPM)是一类材料特性连续变化的力电耦合材料.由于材料性能的不均匀性,相应的力学分析具有很大挑战.基于混合扩展多尺度有限元法(MEMsFEM)建立了FGPM力电耦合问题的分析模型.采用传统多尺度有限元法构造电势多尺度基函数,用扩展多尺度有限元法在不同坐标方向构造位移多尺度基函数,并通过引入耦合附加项考虑各坐标方向位移场间的耦合作用.多尺度基函数的构造可以有效捕捉材料的非均质性,由此可以在粗尺度上对问题进行求解,明显减少了计算量.最后通过数值算例验证了MEMs FEM的有效性和高效性.文中模型为功能梯度材料力学行为的数值模拟提供了有效途径.(本文来源于《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊2016年10期）
庞江瑞,黄家海,权龙[6]（2016）在《基于ANSYSWorkbench的铸锭炉加热体的热-电耦合分析》一文中研究指出加热体是多晶硅铸锭炉关键的部件之一,为了更好地对加热体进行研究,首先对加热体加热功率进行理论计算。利用Pro/Engineer软件对加热体建立叁维模型,将其导入有限元ANSYS Workbench软件。通过热-电耦合单元,计算分析了加热体将电流转换为焦耳热,并通过辐射传递给周围环境的过程,对加热体工作过程中温度的变化及总体焦耳热的结果进行分析研究。计算结果符合加热体使用要求。(本文来源于《铸造技术》期刊2016年07期）
潘锴,刘运牙,谢淑红,李江宇[7]（2014）在《基于压电响应力显微技术的压电材料力电耦合分析》一文中研究指出压电响应力显微技术(PFM)已经成为在纳米尺度表征压电、铁电材料中力电耦合响应的重要工具,然而由于导电探针在材料内部会引起高度非均匀和局域性的电场,使得基于PFM技术的定量分析仍然存在很大的困难。为此,我们假定压电材料为横观各向同性压电介质,考虑空气和半空间压电材料间的力电耦合作用,采用Hankel积分变换方法和等效点电荷模型近似,建立了一套分析PFM响应的力电全耦合方法。运用该方法,我们首先考虑PFM接触模式,分析了导电探针引起的静电场和位移场分布,并辅以解耦方法的计算结果进行对比分析。其(本文来源于《第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集》期刊2014-10-17）
潘锴[8]（2014）在《针对PFM技术的铁电材料纳米尺度力电耦合分析》一文中研究指出压电、铁电材料因具有优异的力电耦合性能，而广泛的应用于各类微电子器件。近年来，压电响应力显微技术(PFM)已经发展成为在纳米尺度无损表征压电、铁电等极性材料的重要工具。但是，基于PFM的定量分析存在很大的困难，而且相应的研究极富挑战性。本论文主要针对PFM技术定量分析的相关问题展开研究，包括导电探针与压电材料间的电弹性场分析，压电系数定量分析，静态铁电畴成像，以及PFM对纳米尺度铁电畴结构分辨率分析。基于发展的数值解耦方法和全耦合方法，定量分析PFM中的力电耦合效应。研究内容包括以下几个方面：第一，发展了数值解耦方法并提出了新的全耦合方法，用于分析导电SPM探针与样品间的电弹性场。首先，基于解耦格林函数理论，提出了数值积分方法，发展了现有的解耦格林函数方法。另外，通过空气和压电材料间的耦合作用，发展了一套新的力电全耦合方法。其次，基于这两种方法我们分析了压电材料内的电弹性场分布。最后，针对不同几何形状的针尖，提出了全耦合方法的针尖模型。结果表明，电场和位移场都具有高度的局域性和非均匀性，而且全耦合方法对应的电势在压电材料半空间衰减更快，从而针尖附近电场较大，但是位移则相应较小。不同针尖模型电场集中度不同，但是位移响应与针尖模型无关，而是取决于计算采用的是解耦方法，还是耦合方法。第二，考虑PFM的接触模式和非接触模式，分析了压电系数定量分析困难的原因，并提出了准确定量分析压电系数的两种新方法。首先，考虑PFM测试为接触模式，基于解耦方法和全耦合方法，分析了有效压电系数与材料本征参数的关系。其次，我们提出了PFM测试的非接触模式，分析了有效压电系数与测试条件的关系。最后，我们提出了两种定量分析纳米尺度压电系数的新方法，即双针头测试方法和反演优化材料参数方法。结果表明，有效压电系数与材料本征电弹性常数和测试条件密切相关，甚至具有非线性关系，使得定量分析压电系数非常困难。然而，我们提出的双探针方法和反演优化方法都能实现对分析压电系数的准确定量分析。第叁，基于解耦格林函数方法，发展分区数值积分方法，分析了PFM技术对非均匀静态铁电畴结构的成像。以180度畴、90度畴和复杂铁电畴为例，分析了极化非均匀性对PFM振幅和相位响应的影响。结果表明，PFM位移响应取决于材料内部叁维的极化分布，因而重构叁维铁电畴结构，则必需已知VPFM和LPFM的振幅和相位响应。第四，基于相位响应，分析了PFM对纳米尺度铁电畴结构的分辨率。我们分别以180度面外畴和90度畴，以及180度面内畴为例，分析了畴界响应半宽与针尖半径关系，进而分析VPFM和LPFM对纳米铁电畴的分辨能力。同时，还探讨了PFM对内部铁电畴的分辨能力。结果表明，PFM分辨率取决于畴界响应半宽，VPFM比LPFM的分辨率更高。而且PFM还能分辨内部铁电畴结构，但是对深度非常敏感。本论文发展了数值解耦方法和全耦合方法，实现了对PFM中力电耦合问题的纳米尺度定量分析。这为未来分析异质铁电材料以及动态畴翻转等问题打下了坚实的基础。(本文来源于《湘潭大学》期刊2014-05-01）
喻亚林[9]（2012）在《铁电驻极体材料的力电耦合分析及其光电耦合应用研究》一文中研究指出本文建立了铁电驻极体材料的力电耦合本构关系,分析了在大变形情况下铁电驻极体材料的力电耦合性质和稳定性。基于非线性场理论,本文推导了力电耦合的平衡方程和稳定性条件,并研究了在外力和电压同时作用下的压电性和力电耦合稳定性。此外,本文设计了铁电驻极体和液晶高弹聚合物(LCE)的复合结构实现光电转换的功能,研究了光电耦合性质。研究表明,当外部载荷存在时,铁电驻极体材料的正逆压电系数仍然相等。铁电驻极体的压电系数d33与极化电荷密度几乎成正比,随聚合物的相对介电常数的增大而减小当外力较小时,压电系数几乎不受外力影响；当外力较大时,压电系数随着压力的增大而增大。在小变形情况下,压电系数随电压线性变化；当电压足够大而引起大变形时,压电系数与电压成非线性关系。为了保证铁电驻极体材料处于稳定的平衡状态,对应的Hessian矩阵应该是正定的。铁电驻极体材料存在两个临界失稳电压,而且临界失稳电压的绝对值随着压力的增大而减小。对于铁电驻极体和液晶高弹聚合物的复合结构的理论分析表明,感应电荷和入射光的强度成正比。光电耦合系数同铁电驻极体的压电系数,液晶高弹聚合物的光致应变系数以及LCE梁的宽度成正比。当液晶高弹聚合物梁的厚度一定时,光电耦合系数随入射光的特征衰减尺寸的增大而先增大后减小。当梁的厚度与入射光的特征衰减尺寸的比值为2.688时,光电耦合系数取最大值。光电耦合系数随LCE梁的长度增大而减小,随LCE杨氏模量的增大而增大。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-02-14）
徐梦华[10]（2010）在《梁式压电换能器的力电耦合分析》一文中研究指出随着各种小型电子设备的广泛使用，电子设备的自供能问题日益凸显。利用压电效应获取环境振动能量的方式越来越显示出其应用环境广泛、方便简洁的优势。压电换能器有多种结构，梁式压电换能器是其中一种重要的类型。由于压电悬臂梁的末端有集中质量的情况下，很难给出振动状态下压电效应的解析表达式，因此目前国内这方面的研究多限于实验测试。涉及到一阶以上共振频率的梁式压电换能器相关研究较少，理论尚匮乏。传统的有关压电换能器中压电梁的研究大多限于单阶振型或者直接简化为单自由度模型，不适合于较高频率的振动。在外界频率较高的情况下会有很大的误差。本文共分四章，针对末端带有集中质量的压电悬臂梁展开分析，系统研究了在较大频率范围内的电流输出性质。第一章阐述了获取环境能量的巨大意义和各种能量获取方式的优劣，并简要介绍了国内外的相关方向理论成果。第二章首先简述了压电效应的产生原理和相关基础理论，列举了四种常见边界条件下的压电方程组。其次，对悬臂梁和简支梁进行了静力学分析，得到了他们在一定变形下的压电效应计算式，为后续章节的动力学分析做了准备工作。第叁章对压电悬臂梁展开动力学分析。首先针对带有集中质量的悬臂梁进行主振型的修正。得到了既满足边界条件，有具有正交性的前叁阶主振型计算式，并利用数学软件绘制了相应振型图线。其次，利用所得到的主振型计算了压电悬臂梁的动态挠度，并分析振动中的阻尼问题。再次，对压电悬臂梁的工作过程进行了定性分析。最后，阐述了压电悬臂梁电荷输出的计算方法。第四章利用前面章节的理论成果进行了大量的数值计算。首先，得到了压电悬臂梁随不同参数变化的有效电流输出曲线。总结并分析了曲线所展现的规律。其次，得到了固有频率随不同参数变化的曲线，并与相关文献进行了简要对比。最后，针对论文中可能的问题和今后的研究方向进行了讨论。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-06-01）
电耦合分析论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
挠曲电效应是材料极化强度(电场强度)与应变梯度之间的耦合关系,对于新型微纳米致动器,传感器和俘能器的性能具有重要影响。本文以考虑挠曲电效应的多层压电传感器为研究对象,分析其力电性能的尺度效应和挠曲电/压电性能的影响。以材料的电Gibbs自由能为基础,采用挠曲电材料的变分方法,基于Euler-Bernoulli梁假设,推导多层压电传感器的控制方程和广义机械边界条件,给出了一个描述压电-挠曲电耦合的新参数,其体现了材料压电效应和挠曲电效应各自的地位,与材料的压电系数,挠曲电系数和传感器压电层/弹性支撑层厚度有关。通过推导,本文也获得了输出电势(电压)与梁端部转角之间的解析关系式。分析均布力作用下的多层压电传感器,获得传感器结构的挠曲线方程和输出电势的解析表达式。通过数值算例,讨论了传感器的归一化挠度,归一化刚度和输出电势与结构尺寸和材料参数的相互关系。结果表明:当传感器尺寸较大时,压电效应对输出电势起着主导作用;随着传感器尺寸减小,挠曲电效应将对输出电势起着更显着的主导作用,此时,输出电势在某个结构临界尺寸存在最大值,此临界尺寸与材料参数有关。进一步研究发现,压电层结构的厚度和预极化方向对传感器系统输出电势也有很大影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电耦合分析论文参考文献
[1].陈本强,苏雅璇,周志东.电激励下基于挠曲电效应的外毛细胞力电耦合分析[J].厦门大学学报(自然科学版).2019
[2].周志东.多层挠曲电/压电传感器的力电耦合分析[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[3].杨昌平.不同边界条件下挠曲电压电纳米梁力电耦合分析[D].厦门大学.2017
[4].杨兴旺.非线性磁电耦合分析的有限元法及其应用[D].浙江大学.2017
[5].孟广伟,李霄琳,周立明,李锋,王晖.基于MEMsFEM的功能梯度压电板力电耦合分析[J].华南理工大学学报(自然科学版).2016
[6].庞江瑞,黄家海,权龙.基于ANSYSWorkbench的铸锭炉加热体的热-电耦合分析[J].铸造技术.2016
[7].潘锴,刘运牙,谢淑红,李江宇.基于压电响应力显微技术的压电材料力电耦合分析[C].第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集.2014
[8].潘锴.针对PFM技术的铁电材料纳米尺度力电耦合分析[D].湘潭大学.2014
[9].喻亚林.铁电驻极体材料的力电耦合分析及其光电耦合应用研究[D].浙江大学.2012
[10].徐梦华.梁式压电换能器的力电耦合分析[D].哈尔滨工业大学.2010