分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 硬薄膜/软基底结构的表面失稳问题一直是柔性电子器件的难题，基于此，本文考虑了双层结构与弹性梯度基底间的界面剪切力，建立了双层薄膜/弹性梯度基底模型；利用位移协调条件，理论推导得到了双层薄膜/弹性梯度基底结构的临界应变和失稳波长的表达式并通过有限元仿真，验证了本研究解析解的有效性。在此基础上，应用此解析解进一步研究了弹性梯度基底的材料、双层薄膜结构厚度比等参数对临界应变和波长的影响。结果表明：减小器件层的厚度或者增加封装层的厚度，可以提高双层膜/弹性梯度基底结构的稳定性；当弹性梯度材料基底表面较软或器件层较硬时，器件层与基底界面的剪切力的影响较大，可以提升三层膜/基结构抵抗界面破坏的能力。本研究成果将为硬薄膜/弹性梯度基底结构的柔性电子器件的制备提供理论支撑。
分类： 力学 >> 基础力学 提交时间： 2022-12-21 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 聚二甲基硅氧烷(PDMS)以其良好的延展性和机械性能,在柔性电子、柔性太阳电池、微流体芯片等领域取得了广泛的应用。PDMS可用于航天复合材料和柔性展开机构中,而航天器在空间运行时,需要考虑空间辐照环境的长期作用。本研究针对PDMS受电子辐照作用后的力学性能变化开展研究:①首先将树脂和固化剂按不同配比混合,按国标进行了哑铃状PDMS拉伸试样的制备,进行了单轴拉伸试验; ②将不同配比PDMS拉伸样品进行了不同剂量的电子辐照试验,并对辐照后样品进行了拉伸试验。采用扫描电子显微镜对辐照前后样品断口形貌进行了观测,并进行了元素成分分析; ③基于Neo-Hookean模型对单轴拉伸的应力应变关系进行了推导,并与实验数据进行了对比。结果表明,电子辐照能显著影响PDMS的力学性能和表面形貌。辐照后的PDMS试样呈现硬化,弹性模量随辐照剂量增加而提高,而断裂伸长率随辐照剂量增加而减少。
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