我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说,我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料,执行对称性适应的 DFT 模拟,以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为,沿两个主方向具有相似的系数,TMT 的值比石墨烯大五倍。此外,我们发现了挠曲电效应的电子起源,该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性,代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同,它不限于非中心对称的材料,即不具有反演对称性的晶格结构,与电致伸缩相反,它允许通过反转电场来反转应变,并允许感测额外的
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说,我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料,执行对称性适应的 DFT 模拟,以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为,沿两个主方向具有相似的系数,TMT 的值比石墨烯大五倍。此外,我们发现了挠曲电效应的电子起源,该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性,代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同,它不限于非中心对称的材料,即不具有反演对称性的晶格结构,与电致伸缩相反,它允许通过反转电场来反转应变,并允许感测额外的
智能复合材料 (SC) 用于执行器和能量收集器等机电系统。通常,薄壁部件(例如梁、板和壳)被用作结构元件,以实现这些复合材料所需的机械行为。SC 表现出各种高级特性,从压电和压磁等低阶现象到挠电和挠磁等高阶效应。最近在智能复合材料中发现的挠磁现象是在有限条件下进行研究的。对现有文献的回顾表明,当存在挠磁效应 (FM) 时,缺乏对 SC 的三维 (3D) 弹性分析的评估。为了解决这个问题,控制方程将包含项 ∂ / ∂ z ,其中 z 表示厚度坐标。变分技术将指导我们进一步开发这些控制方程。我们将利用各种假设和理论,如3D梁模型、von K'arm'an应变非线性、Hamilton原理以及成熟的正、逆FM模型,推导出厚复合梁的本构方程。进行3D分析意味着应变和应变梯度张量必须以3D形式表示。加入项∂/∂z需要构建不同的模型。值得注意的是,目前的商用有限元代码无法准确、充分地处理微米和纳米级固体,因此使用这些程序来模拟挠磁复合结构是不切实际的。因此,我们将推导出的特征线性三维弯曲方程转换为3D半解析多项式域以获得数值结果。这项研究证明了进行三维力学分析对于探索智能结构中多种物理现象的耦合效应的重要性。
摘要这项研究涉及三维热机械波传播行为,在三明治复合纳米板中使用超材料蜂窝核心层和双功能分级(FG)超速验表面层。由于其用于高温应用的潜力,纯镍(Ni)是蜂窝核层的首选,并且对于地表层而言,首选Al 2 O 3 /Ni陶瓷金属基质。在具有功率定律分布的金属 - 陶瓷矩阵中,石墨烯血小板(GPLS)的功能分布(GPLS)在三种不同的模式分布(type-u,type-x和type-o)中提供了双FG的性能。核心和表面层的机械和热材料特性以及加强GPL是温度依赖的。板厚度上温度变化的模式被认为是非线性的。通过将正弦的高阶剪切变形理论(SHSDT)与非局部积分弹性和应变梯度弹性理论相结合来获得三明治纳米板的运动方程。波动方程是通过使用汉密尔顿的原理确定的。参数模拟和图形表示,以分析蜂窝大小变量,波浪数,功率定律指数,GPL分布模式,GPL分布模式,GPL重量比以及温度上升对超固固性三明治板中三维波传播的影响。分析的结果表明,根据所需的参数和条件,可以对三明治纳米板的3D波传播进行显着修改或调整。因此,预计所提出的三明治结构将为高温或低温环境中的空气,空间和海底车辆中的雷达/声纳隐身应用提供基本贡献,保护微型机械设备免受高噪声和振动的保护,软机器人的应用,以及可穿戴的健康和保护设备和保护设备。