可变形电子结构的动力屈曲及后屈曲研究

可变形电子技术是当前国际电子产业的前沿技术，研究可变形电子结构的动力屈曲和后屈曲问题，是具有显著创新性的前沿课题，具有重要的学术价值和现实意义。本项目研究可变形电子结构在不同应变速率下的非线性动力屈曲和后屈曲问题，研究其临界荷载、初发屈曲模态、初始屈曲时间，关注其屈曲变形的动态扩展规律及其最终屈曲模态，考虑初始缺陷的重要影响，并研究复杂应力情况下可变形电子结构的动力屈曲问题。本项目将得到可变形电子结构的动力屈曲和后屈曲的特征参量与结构材料性质、几何参数和载荷特性的关系，为可变形电子产品的设计与开发提供重要的理论依据。

可变形电子技术在微电子，生物，医学等领域有广阔的应用前景。可变形电子技术以硬质薄膜、柔性基底结构为基础。将薄膜粘附在已施加预应变的基底上，然后释放预应变，致使薄膜发生屈曲。将薄膜基底结构的屈曲特性应用于半导体纳米技术中，便可实现电子元件的可变形特性。在生产和使用过程中，可变形电子结构都不可避免受到各种外力的冲击。这些冲击可能来自化学反应，机械碰撞，环境温度等，并最终体现在薄膜和基底结构受到的随时间变化的荷载之中。一般而言，这些荷载包括线性荷载，阶跃荷载，脉冲荷载，周期荷载和随动荷载等。类似于静力屈曲分析，动力屈曲同样需要确定临界荷载和屈曲模态。但动力屈曲有更丰富的动力响应，包括冲击屈曲，振荡屈曲等，并对初始条件敏感。除动力荷载外，结构还可能受到多种荷载形式。当预应变较大，发生大变形屈曲，原有的小变形假设不再适用。当预应变为双向作用时，结构发生双轴屈曲，屈曲模态较单轴的要复杂。当薄膜的厚度很小时，表面效应显著，不可忽略。这些荷载都会对可变形电子结构的屈曲模态和后屈曲行为产生显著影响。.本项目重点讨论了可变形电子结构在动力荷载下的稳定性。通过理论和数值分析，确定阶跃荷载和线性荷载下，可变形电子结构动力屈曲模态和临界条件，并且分析初始条件对屈曲特征的影响。本项目也讨论了可变形电子结构的双轴静力屈曲，大应变下可变形电子结构的后屈曲特征，以及表面效应对可变形电子结构屈曲的影响。以上成果，对于可变形电子技术的生产制造有参考意义，确保结构稳定和满足特定的功能要求。