| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-22页 |
| 1.1 课题背景 | 第9-16页 |
| 1.1.1 磁电转换与磁电复合材料 | 第9页 |
| 1.1.2 磁电复合材料的组成相 | 第9-12页 |
| 1.1.3 磁电复合材料的组成方式 | 第12-13页 |
| 1.1.4 磁电复合材料的应用前景 | 第13-16页 |
| 1.2 磁电复合材料的研究进展 | 第16-19页 |
| 1.2.1 新型磁电复合材料设计方案 | 第16-18页 |
| 1.2.2 磁电性能的理论预测 | 第18页 |
| 1.2.3 有限元模拟 | 第18-19页 |
| 1.3 磁电复合材料的可靠性 | 第19页 |
| 1.4 目前研究中存在的问题 | 第19-20页 |
| 1.4.1 磁电复合材料的理论分析 | 第19-20页 |
| 1.4.2 数值模拟方法 | 第20页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第20-22页 |
| 第2章 磁电复合材料的极限性能分析与结构优化 | 第22-44页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 磁电系数理论极限分析 | 第22-32页 |
| 2.2.1 理想磁电转换机构 | 第22-23页 |
| 2.2.2 磁电转换系数推导 | 第23-25页 |
| 2.2.3 电场磁电转换系数的优化 | 第25-26页 |
| 2.2.4 电荷、电压、静电能磁电系数及其优化 | 第26-30页 |
| 2.2.5 其他影响磁电系数的因素讨论 | 第30-32页 |
| 2.3 典型磁电复合材料铺层方式性能评估 | 第32-38页 |
| 2.3.1 优化变量的限制性 | 第32-36页 |
| 2.3.2 剪滞效应的影响 | 第36页 |
| 2.3.3 四种典型铺层方式的比较 | 第36-38页 |
| 2.4 新型磁电复合材料设计方案 | 第38-39页 |
| 2.4.1 能够实现磁电系数理论极限值的设计方案 | 第38-39页 |
| 2.4.2 通过串并联提高电压和电荷磁电系数的设计方案 | 第39页 |
| 2.5 典型磁电复合材料铺层方式的理论解 | 第39-43页 |
| 2.5.1 并联三明治铺层 | 第40-42页 |
| 2.5.2 串联铺层 | 第42-43页 |
| 2.6 本章小结 | 第43-44页 |
| 第3章 磁电复合材料的动态性能分析与优化 | 第44-75页 |
| 3.1 引言 | 第44页 |
| 3.2 共振频率处磁电转换能力的衡量指标 | 第44-48页 |
| 3.2.1 共振频率处磁电系数的奇异性分析 | 第45-46页 |
| 3.2.2 共振磁电强度因子的定义 | 第46-47页 |
| 3.2.3 影响共振磁电强度因子的因素 | 第47-48页 |
| 3.3 共振磁电强度因子的理论极限值 | 第48-55页 |
| 3.3.1 假想杠杆机构的共振磁电强度因子 | 第48-55页 |
| 3.3.2 典型铺层方式的评估 | 第55页 |
| 3.4 几种典型磁电复合材料的动态解 | 第55-64页 |
| 3.4.1 考虑剪滞效应的并联三明治铺层 | 第55-59页 |
| 3.4.2 任意多层并联铺层磁电复合材料 | 第59-64页 |
| 3.5 屈曲状态附近的磁电转换 | 第64-72页 |
| 3.5.1 控制方程和边界条件 | 第64-65页 |
| 3.5.2 屈曲和后屈曲分析 | 第65-67页 |
| 3.5.3 静态磁电系数 | 第67-68页 |
| 3.5.4 动态磁电系数 | 第68-72页 |
| 3.6 薄膜磁电复合材料在屈曲状态附近的行为 | 第72-74页 |
| 3.7 本章小结 | 第74-75页 |
| 第4章 磁电复合材料非线性力电磁耦合有限元模拟 | 第75-94页 |
| 4.1 引言 | 第75页 |
| 4.2 控制方程和有限元格式 | 第75-80页 |
| 4.3 基于磁畴旋转的非线性力磁耦合 | 第80-81页 |
| 4.3.1 由磁畴分布确定磁致伸缩应变和磁化强度 | 第80-81页 |
| 4.3.2 由磁场和应力确定磁畴分布 | 第81页 |
| 4.4 基于电畴翻转的非线性力电耦合 | 第81-83页 |
| 4.4.1 由电畴状态确定材料性质和本征量 | 第82页 |
| 4.4.2 由电场和应力决定电畴翻转 | 第82-83页 |
| 4.5 磁电复合材料中的力电磁场分布 | 第83-87页 |
| 4.5.1 本构曲线 | 第84页 |
| 4.5.2 层状磁电复合材料内的力电磁场分布 | 第84-87页 |
| 4.6 界面粘接对磁电性能的影响 | 第87-93页 |
| 4.6.1 粘接层剪切模量和厚度的影响 | 第87-90页 |
| 4.6.2 弯曲界面层状磁电复合材料 | 第90-91页 |
| 4.6.3 界面裂纹对磁电性能的影响 | 第91-93页 |
| 4.7 本章小结 | 第93-94页 |
| 第5章 铁电陶瓷温升效应的力电热耦合有限元模拟 | 第94-106页 |
| 5.1 引言 | 第94页 |
| 5.2 非线性力 -电 -电畴翻转 -热耦合有限元模型的建立 | 第94-97页 |
| 5.2.1 控制方程 | 第94-95页 |
| 5.2.2 电场、应力与电畴翻转之间的耦合 | 第95-96页 |
| 5.2.3 热量、温度与电畴翻转之间的耦合 | 第96页 |
| 5.2.4 结合Abaqus的实现方案 | 第96-97页 |
| 5.3 温升与畴变区模拟结果 | 第97-102页 |
| 5.3.1 计算模型与参数 | 第97-98页 |
| 5.3.2 温度与畴变区的演化 | 第98页 |
| 5.3.3 温升与实验结果的比较 | 第98-101页 |
| 5.3.4 畴变区与大范围畴变模型预测结果的比较 | 第101-102页 |
| 5.3.5 畴变区与温升区的比较 | 第102页 |
| 5.4 缺陷的危险程度评估 | 第102-103页 |
| 5.5 本章小结 | 第103-106页 |
| 第6章 总结与展望 | 第106-108页 |
| 参考文献 | 第108-119页 |
| 致谢 | 第119-121页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第121页 |