申報(bào)項(xiàng)目名稱 ：準(zhǔn)晶及磁電彈性材料力學(xué)行為理論研究與應(yīng)用
主要完成單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),、內(nèi)蒙古師范大學(xué)
主要完成人：郭俊宏,、劉官?gòu)d
成果簡(jiǎn)介：
作為新型材料，準(zhǔn)晶和磁電彈性材料由于其多場(chǎng)耦合特征在工程結(jié)構(gòu)引起國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注,。近年來(lái),，這些新材料被用于航空航天器機(jī)翼和機(jī)身的表面涂層、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱障涂層,、復(fù)合材料增強(qiáng)相,、太陽(yáng)能選擇吸收器、微型電子裝置和納米技術(shù)中,。本項(xiàng)研究屬于物理科學(xué)固體力學(xué)領(lǐng)域,，主要研究準(zhǔn)晶和磁電彈性材料的宏細(xì)觀力學(xué)及微納米復(fù)合材料力學(xué)。針對(duì)這些材料的多場(chǎng)耦合和各向異性特征,，本項(xiàng)提出納米尺度下三維厚板模型,、導(dǎo)出壓電準(zhǔn)晶各晶系電彈性控制方程、建立細(xì)觀力學(xué)模型,、發(fā)展多場(chǎng)耦合材料斷裂力學(xué)的解析法,，并創(chuàng)造性地應(yīng)用于微納米各向異性材料、功能梯度材料,、磁電彈性層狀復(fù)合材料板的靜態(tài)彎曲,、自由振動(dòng)、波的傳播及準(zhǔn)晶材料的斷裂力學(xué)和細(xì)觀力學(xué)問(wèn)題中,，取得如下原創(chuàng)性的研究成果：
（1）發(fā)展了各向異性復(fù)合材料的修正偶應(yīng)力理論,，建立了三維層狀厚板模型，利用Fourier級(jí)數(shù)和傳遞矩陣法獲得了層狀復(fù)合材料納米板,、功能梯度復(fù)合材料板及磁電彈性層狀復(fù)合材料板的靜態(tài)彎曲和自由振動(dòng)問(wèn)題的精確解答,，揭示了鋪層方式、板厚和尺度效應(yīng)對(duì)納米板力學(xué)行為的影響規(guī)律,，為設(shè)計(jì)微型電子器件提供重要的理論參考,，也可用來(lái)驗(yàn)證薄板理論和各種數(shù)值計(jì)算方法。
（2）基于非局部理論,，建立了與廣義應(yīng)力和位移有關(guān)的第一階狀態(tài)空間系統(tǒng),，利用剛度矩陣法獲得了磁電彈性復(fù)合材料層狀板波的傳播及浸入液體時(shí)平面波的反射與透射問(wèn)題的頻散曲線、模態(tài)及反射,、透射系數(shù),，弄清了鋪設(shè)方式、邊界條件和非局部參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響,，為設(shè)計(jì)生物傳感器和超聲換能器及能量捕獲器提供理論依據(jù),。
（3）利用算子理論和復(fù)勢(shì)法導(dǎo)出了一維準(zhǔn)晶各點(diǎn)群電彈性平面問(wèn)題的控制方程和一般解,，建立了壓電準(zhǔn)晶復(fù)合材料的細(xì)觀力學(xué)模型，精確獲得了夾雜,、基體和復(fù)合材料內(nèi)的電彈性場(chǎng),，利用廣義自洽法很好地預(yù)報(bào)了復(fù)合材料的有效電彈性能，為設(shè)計(jì)新型復(fù)合材料奠定理論基礎(chǔ),。
（4）發(fā)展了壓電準(zhǔn)晶斷裂力學(xué)的半逆解法,、Stroh型公式和映射技術(shù)，并成功應(yīng)用于磁電彈性和準(zhǔn)晶等材料中若干復(fù)雜缺陷及裂紋與位錯(cuò)的相互作用問(wèn)題,，進(jìn)一步考慮熱效應(yīng),，解決了準(zhǔn)晶中導(dǎo)熱橢圓孔的熱彈性問(wèn)題，為這些新型材料的斷裂分析和相關(guān)研究提供重要的研究思路和方法,。
本項(xiàng)在《Int J Eng Sci》,、《Compos Part B》、《Compos Struct》,、《Appl Math Compu》等重要刊物上發(fā)表論文51篇,，其中SCI收錄18篇（JCR一區(qū)8篇），EI收錄8篇,，科學(xué)出版社出版專(zhuān)著一部,。這些成果引起國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，并給予高度評(píng)價(jià),，SCI他引230次,，EI他引26次，10篇代表性論文的SCI他引總數(shù)165次,。已取得成果獲SCI期刊杰出作者獎(jiǎng),、是2007-2016年近十年《力學(xué)學(xué)報(bào)》最具影響力的十篇論文之一（4位力學(xué)院士親自頒獎(jiǎng)）、全國(guó)徐芝綸力學(xué)優(yōu)秀教師獎(jiǎng),、杜慶華力學(xué)與工程獎(jiǎng),。申報(bào)人是自治區(qū)杰出青年基金獲得者，并入選自治區(qū)高校“青年科技英才”領(lǐng)軍人才及自治區(qū)“草原英才”工程等,。
現(xiàn)對(duì)合作申報(bào)項(xiàng)目成果公示7天,，如有異議，請(qǐng)?jiān)诠酒谝詴?shū)面形式向科技處成果科反映,。
公示時(shí)間：2019年5月28日—2019年6月5日
聯(lián)系人：蘇玉明,，聯(lián)系電話：4393152。
科技處
2019年5月28日
