浙江省自然科学基金(Y7080297)
- 作品数：8 被引量：21H指数：3
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- 非共面薄膜-基底结构多层封装及延展性分析被引量：1
- 2012年
- 为减小柔性电子中非共面薄膜-基底结构因封装而导致的延展性下降,提出一种多层封装结构形式,并对其延展性进行了研究.通过对薄膜上下表面附近采用不同力学特性的聚二甲基硅氧烷(PDMS),形成层状封装结构.在将薄膜及其上下封装层简化为复合梁的拉-弯组合变形问题的基础上,采用有限元法计算了上下封装层的厚度、弹性模量等相关参数对结构整体延展性的影响.计算结果表明:上封装层弹性模量减小、厚度增加有利于改善延展性;下封装层的弹性模量适度高于基本封装材料且厚度合适的情况下可较大幅度提高结构延展性,而若弹性模量过高或厚度过大则可导致延展性的大幅下降.该多层封装结构设计和分析结果对于优化柔性电子器件结构具有参考和指导意义.
- 李正伟陶伟明
- 关键词：延展性有限元法
- 高应力比循环下微动疲劳裂纹萌生位置的预测分析被引量：3
- 2013年
- 对于微动疲劳问题,循环应力比的大小会影响试件应力状态及分布,从而影响疲劳裂纹的萌生位置。本文通过对一类微动疲劳问题进行有限元法分析,模拟疲劳实验过程,并采用最大应力变化幅Δσθmax作为指标预测了不同应力比下疲劳裂纹的萌生位置。数值分析显示,在应力比不是很大时,试件与微动接触头的边缘存在接触,并在此处产生较大的应力集中,容易萌生裂纹;而在应力比足够高时,微动接触头端部与试件呈恒张开状态,Δσθmax及裂纹萌生发生在距初始接触区边缘一定距离处。疲劳裂纹萌生位置的理论预测结果与相关试验的疲劳裂纹发生位置比较一致。
- 张绍云钱治宏陶伟明
- 关键词：微动疲劳有限元法
- 多铁性复合材料动态耦合响应的有限元分析被引量：4
- 2013年
- 多铁性材料在实际应用中往往需要考虑多场动态耦合效应。为研究磁电多铁性复合材料的动态耦合效应及其界面的影响,建立了在动态激励下磁电耦合响应的有限元分析模型,其中采用内聚力模型单元模拟压电和压磁材料间界面,以表征其刚度和强度。对多个算例进行了磁电动态耦合响应分析,考察了界面刚度以及边界条件对动态磁电耦合响应的影响。结果显示,界面刚度和边界约束对磁电多铁性复合材料的动态耦合效应有较大影响,界面刚度越大,耦合效应越强。
- 毛慧娜陶伟明
- 关键词：有限元法
- 脆性材料的激光热应力切割过程的数值模拟
- 脆性材料的激光热应力切割法(或控制断裂法)是通过激光照射引起的热应力驱动和控制脆性材料内预置裂纹的连续扩展、从而分割或去除材料的一种加工方法。本文采用逐步网格重构的有限元法模拟激光热应力切割的裂纹扩展过程,并通过激光扫描...
- 杨兴旺毕国丽陶伟明
- 柔性电子封装和导线缺陷对延展性的影响分析
- 柔性电子技术的应用,比如柔性电子皮肤、柔性电子显示器等正受到人们越来越多的关注。目前,其基本结构主要是由柔性基板、交联导电体和电子器件组成。提高柔性器件的可延展性是人们设计的主要目标,通过在有预应力的柔性基底上设计非共面...
- 薛国宏陶伟明
- 多铁性复合材料非理想界面的模拟及其影响被引量：1
- 2012年
- 为研究多铁性复合材料中界面特性对磁电耦合的影响,建立一种采用界面内聚力单元的多铁性复合材料有限元分析模型.基于压电和压磁材料本构关系的模拟特性,采用压电有限单元模拟各单相材料;将内聚力模型用于表征界面上相间相互作用力和位移间断之间的关系,可描述非理想界面的刚度和强度,并通过相应的内聚力单元来实现.各种非理想界面状况可通过调节内聚力模型参数来表征,而理想界面可通过对界面刚度加强来模拟.具有理想界面的层状多铁性复合材料的算例分析结果与文献一致.采用本文的有限元模型分析了非理想界面的刚度对磁电耦合的影响,计算了相应的磁电耦合系数.结果表明,界面刚度对复合材料的磁电系数有重要影响,当界面刚度足够大时,界面特性接近于理想界面,磁电系数趋于恒定.本文方法和结果对理论和实际中界面处理、磁电耦合性能的预测具有参考意义.
- 钱治宏陶伟明杨兴旺
- 关键词：有限元模型
- 一种裂纹扩展的有限元仿真分析方法及其实现被引量：9
- 2009年
- 为分析含多裂纹体在任意载荷下的断裂过程问题,给出了一种基于有限元的仿真方法及程序。基于商业有限元软件的应力分析结果和合适的断裂力学准则,判断裂纹的扩展以及扩展角;通过对每一个裂纹尖端扩展影响区域进行单元重划分,实现了多裂纹任意扩展的几何描述有限元模型更新。由于只对裂纹扩展区局部进行有限单元更新,网格划分和前期网格结果到新网格的映射的工作量相对较小,典型的裂纹扩展分析实例表明本文方法和程序的有效性。
- 陶伟明班勇婷王慰军杨兴旺
- 关键词：有限元
- 激光控制裂纹扩展的路径迭代法及收敛性分析被引量：1
- 2009年
- 为了诱导和控制脆性材料板中裂纹沿非对称的预定轨迹扩展,给出一种求取激光扫描路径的迭代法,分析控制参数对收敛性的影响.基于PID控制理论,将裂纹扩展的实际轨迹与预定轨迹的偏差及其积分和微分项的组合构成激光扫描路径的迭代算式,通过强制裂纹按预定轨迹扩展的仿真分析,求得各步的扩展方向,并依此估计裂纹路径的偏差,避免了裂纹的自适应扩展分析及相应的网格重划分.选取不同的比例、积分和微分控制参数对典型实例进行路径迭代分析,结果表明比例控制参数对收敛性影响明显,较大的比例控制参数值有利于迭代的收敛,而微分控制参数应取较小的值.自适应裂纹扩展仿真分析显示,当激光沿迭代所得路径扫描时能够有效地诱导和控制裂纹沿预定轨迹扩展,证明了提出方法的有效性.
- 杨兴旺毕国丽张雪陶伟明
- 关键词：PID控制
- 柔性电子封装结构中夹杂对延展性的影响分析被引量：1
- 2012年
- 以岛-桥型柔性电子封装结构为研究对象,从封装材料中夹杂的刚度、位置、封装方式三个方面探讨了夹杂对柔性电子结构延展性的影响。有限元分析结果表明:随着夹杂刚度的增大,桥的最大主应变增大,整体结构最大延伸量可减小30%;夹杂埋藏位置越深,桥顶局部的整体应变水平越大,最大延伸量可减小20%;相对"硬"封装情形,相同的夹杂对"软"封装中桥的最大延伸量的影响更严重。本文所得结论对于柔性电子器件结构的设计和材料选用具有参考和指导意义。
- 李正伟陶伟明
- 关键词：夹杂封装形式
- 磁致伸缩材料Terfenol-D非线性耦合有限元分析被引量：2
- 2014年
- 为了研究巨磁致伸缩材料Terfenol-D的非线性耦合磁力特性及响应,提出一种增量显式有限元列式及其在通用有限元软件中的实现方法.该显式增量方法基于实验测得材料性质或非线性本构计算所得材料参数,通过分段插值函数描述磁致伸缩材料的材料参数随磁场和预应力的非线性变化关系,采用耦合方程的弱形式给出相应有限元列式及增量算法,并在通用有限元软件ABAQUS中执行数值算例.该方法通过显式插值避免大多数数值方法求解非线性方程组的迭代过程,只需要先进行稳定性验证来标定合适的增量步长即可保证结果的可靠性.数值分析结果表明,该方法具有较好的精度和稳定性,能够准确有效地模拟不同预应力水平和偏磁场强度下的磁致伸缩非线性耦合响应,同时能够反映预应力对最大磁致伸缩的影响,即"反转效应".该方法对磁致伸缩器件的设计应用及力磁耦合非线性分析具有一定的理论和实际意义.
- 杨兴旺陶伟明
- 关键词：磁致伸缩TERFENOL-D有限元法
