玻璃態(tài)向列型液晶薄膜的非線性變形和屈曲形貌研究.pdf

1、玻璃態(tài)向列型液晶薄膜在外加刺激下，會(huì)產(chǎn)生沿著液晶指向收縮，垂直液晶指向膨脹的可逆自發(fā)變形。根據(jù)液晶指向在薄膜平面內(nèi)排布的不同，向列型薄膜會(huì)產(chǎn)生不同的三維屈曲形貌。由于具有這種機(jī)械響應(yīng)特性，向列型薄膜在形狀可調(diào)控裝置領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。為了深入了解這類薄膜的變形特點(diǎn)，本文將主要研究具有面內(nèi)指向排布的玻璃態(tài)向列型液晶薄膜的變形問題。
　　首先在馮卡門板理論框架下建立了一個(gè)理論模型，用以描述含有平面指向排布的向列型薄膜的變形問題。模

2、型使用本征應(yīng)變描述了薄膜內(nèi)的自發(fā)變形分布，同時(shí)考慮了向列型材料的彈性各向異性性質(zhì)以及薄膜的幾何非線性變形，最后運(yùn)用虛功原理得到了描述薄膜穩(wěn)態(tài)變形的控制方程。
　　接著發(fā)展了一套動(dòng)力學(xué)演化方法，用來數(shù)值求解描述薄膜變形構(gòu)型的控制方程。先是引入等效薄膜體系以簡(jiǎn)化平衡方程的求解，再將薄膜體系看作受能量釋放驅(qū)動(dòng)的過阻尼演化系統(tǒng)，當(dāng)薄膜體系演化至總勢(shì)能達(dá)到極小值時(shí)，即可得到薄膜變形的穩(wěn)態(tài)解。
　　通過具體的算例，驗(yàn)證了在模型中考慮材料

3、彈性各向異性性質(zhì)對(duì)于向列型薄膜變形構(gòu)型求解的影響，同時(shí)討論了薄膜幾何尺寸以及本征應(yīng)變?nèi)≈祵?duì)于薄膜變形構(gòu)型的影響。進(jìn)一步還討論了薄膜形狀尺寸以及本征應(yīng)變分布對(duì)于薄膜變形構(gòu)型的影響。
　　本文的工作為含有平面指向排布的玻璃態(tài)向列型薄膜的變形求解，提供了一套簡(jiǎn)單而又有效的理論數(shù)值方法，同時(shí)也驗(yàn)證了在求解向列型薄膜的變形構(gòu)型時(shí)，不應(yīng)忽略材料的彈性各向異性性質(zhì)。文中關(guān)于薄膜形狀尺寸以及本征應(yīng)變分布對(duì)于薄膜變形構(gòu)型影響的討論，為以后進(jìn)行向列型