具有表面效应的芯-壳结构对弹性波散射的影响

发布时间：2021-04-13 01:46

　　纳米芯-壳结构具有制备简单、比表面积大的特性,是一种具有较好应用前景的纳米复合结构,前沿研究机构正在探索将其应用于储能、传感和微动作等场合。表面效应和界面效应等微观尺度性质影响芯-壳结构的动态力学特性,给结构设计、制造和服役性能预测带来极大挑战。本课题拟在经典表面弹性理论基础上,考虑纳米尺度下表面能、界面缺陷和干涉作用等因素对弹性波散射的影响,进一步完善纳米芯-壳结构动态响应的力学模型,重点关注弹性波散射现象引起的动应力集中问题。针对芯-壳结构的界面,本课题提出一种新的界面力学模型,利用线性弹簧模型描述非理想界面。综合使用波函数展开法和Graf加法定理等方法对弹性波动问题进行求解。本课题的研究旨在通过建立更完善的界面力学模型和解析求解方法,分析具有表面效应的芯-壳结构的材料特性和几何参数对其力学响应的影响,揭示芯-壳结构界面处动应力集中的物理现象和力学规律。研究成果将为纳米复合材料的改性以及纳米结构元器件的设计加工提供理论基础。 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 弹性波散射理论的应用
        1.2.2 弹性波散射问题的力学模型
        1.2.3 弹性波散射研究中问题的求解方法
    1.3 本文主要工作
第2章 基本理论
    2.1 弹性动力学基本方程
    2.2 表/界面力学基本方程
    2.3 波动方程的简化
    2.4 波函数展开
    2.5 Graf加法公式
第3章 具有表面效应的两个圆柱形芯-壳夹杂对平面P波的多重散射
    3.1 引言
    3.2 问题陈述
        3.2.1 建立模型
        3.2.2 问题基本公式
        3.2.3 边界条件的求解
    3.3 结果与分析
3R₂=0.1">        3.3.1低频入射波α³R₂=0.1
3R₂=π">        3.3.2 高频入射波α³R₂=π
    3.4 本章小结
第4章 具有非理想界面的两个圆柱形芯-壳夹杂对平面P波散射的影响
    4.1 引言
    4.2 问题陈述
        4.2.1 建立模型
        4.2.2 问题基本公式
        4.2.3 边界条件的求解
    4.3 结果与分析
        4.3.1 验证
        4.3.2 表面能对DSCF的影响
        4.3.3 弹簧常数对DSCF的影响
        4.3.4 涂层厚度对DSCF的影响
        4.3.5 三大因素的影响特征
    4.4 本章小结
总结与展望
    本文总结
    工作展望
参考文献
致谢
附录A 硕士期间科研成果
附录B 本文中的推导过程细节



本文编号：3134384