多場耦合層合結構若干力學問題研究.pdf

1、薄膜/基底結構在柔性電子器件、電子封裝以及微/納電子機械系統(tǒng)等集成系統(tǒng)中有著廣泛的應用。在生產封裝過程中，由于薄膜與基底的熱學和力學參量失配引起的殘余應力使結構產生變形和缺陷，這些變形和缺陷直接影響到系統(tǒng)的性能和壽命。精確地分析計算薄膜/基底結構中的殘余應力一直以來是工程和理論界所關注的焦點。
　　針對兩層及三層彈性薄膜/基底結構，基于Euler-Bernoulli梁理論，利用“Newmark模型”考察層間非完美界面，給出了由溫度

2、變化引起的殘余應力、結構撓度及曲率和界面剪切應力及剝離應力的閉合形式解析解，建立了非完美界面的修正Stoney公式，將結果分析退化并與經典結果進行了比較。
　　利用狀態(tài)空間理論分析多層彈性薄膜/基底結構，建立了多層結構的狀態(tài)空間方程，得到了由溫度變化產生的殘余應力、結構變形和界面剪切應力的解析解，并進行了分析計算。
　　基于修正偶應力理論建立了能反映尺寸效應的Euler-Bernoulli梁理論，并用以分析了兩層薄膜/基底結

3、構，給出了修正偶應力理論框架下的Stoney公式，并推導了完美界面和非完美界面情形下具有尺寸效應的結構曲率和殘余應力的解析解。利用狀態(tài)空間理論對考慮尺寸效應的多層薄膜/基底結構的熱響應進行了分析，給出了非完美界面時多層結構的狀態(tài)方程及其解，分析表明尺寸效應和界面效應對小尺寸結構的殘余應力和結構變形有著重要的影響。
　　針對兩層壓電薄膜/基底結構，建立了完美界面和非完美界面兩種情況下薄膜應力和結構曲率的解析解。給出了多場耦合作用時磁

4、-電-彈層合結構的狀態(tài)空間列式，討論了外加電場、磁場以及環(huán)境溫度變化對殘余應力和結構撓度的影響。
　　研究了考慮層間剪切效應的多層石墨烯納米條帶的靜力彎曲問題，利用Newmark梁理論得到了考慮石墨烯面內延展性時懸臂梁彎曲問題的解析解，對比分子動力學模擬結果顯示，面內延展性對多層石墨烯結構的連續(xù)力學模型有著重要的影響。利用狀態(tài)空間法研究了多層石墨烯納米條帶的自由振動問題，得到了不同邊界條件下的頻散關系和相應的振動模態(tài)，考察了多層石