【摘要】：準晶是一種新的固體結(jié)構(gòu),既不同于晶體也不同于非晶體。由于其很多優(yōu)良性質(zhì),如耐腐蝕性,低導熱性,低摩擦系數(shù),低孔隙率,高硬度和高耐磨性等,準晶被越來越多地應用到表面改性和復合材料中。因此,研究準晶復合材料的層狀結(jié)構(gòu)在工程實踐中具有重要意義。首先,研究一維六方壓電準晶多層板受表面聲子場機械載荷和電載荷作用下的靜態(tài)變形問題。通過假設廣義位移(聲子場位移、相位子場位移和電勢)一般解形式,結(jié)合基本方程,導出一維六方壓電準晶均勻簡支板的控制方程。將邊值問題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問題,得到一維六方壓電準晶均勻板廣義位移和廣義應力(聲子場應力、相位子場應力和電位移)的一般解。再利用傳遞矩陣法,獲得一維六方壓電準晶多層板分別受表面聲子場機械載荷和電載荷作用下的靜態(tài)變形的精確解。通過數(shù)值算例,考慮由壓電準晶,壓電材料和準晶材料組成的三明治板在靜態(tài)變形下聲子場、相位子場和電場隨板厚度和疊層方式的變化規(guī)律。接著,研究二維十次對稱準晶均勻板的自由振動問題。通過假設廣義位移一般解形式,結(jié)合基本方程,導出二維十次對稱準晶均勻簡支板自由振動問題的控制方程。將邊值問題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問題,得到二維十次對稱準晶均勻板廣義位移的一般解。根據(jù)邊界條件,獲得二維十次對稱準晶均勻板固有頻率和主振型的精確解。通過數(shù)值算例,分析二維十次對稱準晶均勻板中準周期方向的改變對固有頻率和主振型的影響。最后,研究二維十次對稱壓電準晶多層板的自由振動問題。通過假設廣義位移一般解形式,結(jié)合基本方程導出其控制方程。將邊值問題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問題,得到一般解。再利用傳遞矩陣法,獲得二維十次對稱壓電準晶多層板固有頻率和主振型的精確解。通過數(shù)值算例�？紤]由二維十次對稱壓電準晶和壓電材料組成的三明治板的固有頻率和主振型隨疊層方式的變化規(guī)律。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33
【圖文】：

１．１．１準晶材料的發(fā)現(xiàn)及其應用逡逑１９８２年４月８日，以色列科學家Ｄ．邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ［１］在急冷的Ａｌ－Ｍｎ合金中首次發(fā)逡逑現(xiàn)了五次對稱衍射圖，如圖１－１所示。１９８５年，我國科學家郭可信［２，３］院士等人也在逡逑急冷合金Ｔｉ－Ｖ－Ｎｉ中獨立的發(fā)現(xiàn)了這種具有二十面體對稱性的特殊合金相，這違背了逡逑晶體學的基本定律。傳統(tǒng)晶體具有平移對稱性和旋轉(zhuǎn)對稱性，所以對稱軸只能有ｎ＝ｌ，逡逑２，３，邋４，６五種旋轉(zhuǎn)對稱軸，五次對稱結(jié)構(gòu)不屬于晶體，也不屬于非晶體。后被命逡逑名為準晶。自此，關(guān)于準晶的研究迅速發(fā)展起來。在各個領(lǐng)域當中引起廣泛關(guān)注。２００９逡逑年，俄羅斯科學家在一塊Ａｌ６３ＣＵ２４Ｆｅｉ３礦石上首次發(fā)現(xiàn)了具有上述特殊性質(zhì)的純天然逡逑準晶體，如圖１－２所示，這才證實了準晶的真實存在，這一發(fā)現(xiàn)也使得準晶的發(fā)現(xiàn)者逡逑Ｄａｎｉｅｌ邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ于２０１１年被授予諾貝爾化學獎。逡逑Ｈｉ逡逑圖１－１二十面體準晶的衍射圖邐圖１－２自然界中存在的準晶體逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｉｃｏｓａｈｅｄｒａｌ邋ｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｘ

１．１．１準晶材料的發(fā)現(xiàn)及其應用逡逑１９８２年４月８日，以色列科學家Ｄ．邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ［１］在急冷的Ａｌ－Ｍｎ合金中首次發(fā)逡逑現(xiàn)了五次對稱衍射圖，如圖１－１所示。１９８５年，我國科學家郭可信［２，３］院士等人也在逡逑急冷合金Ｔｉ－Ｖ－Ｎｉ中獨立的發(fā)現(xiàn)了這種具有二十面體對稱性的特殊合金相，這違背了逡逑晶體學的基本定律。傳統(tǒng)晶體具有平移對稱性和旋轉(zhuǎn)對稱性，所以對稱軸只能有ｎ＝ｌ，逡逑２，３，邋４，６五種旋轉(zhuǎn)對稱軸，五次對稱結(jié)構(gòu)不屬于晶體，也不屬于非晶體。后被命逡逑名為準晶。自此，關(guān)于準晶的研究迅速發(fā)展起來。在各個領(lǐng)域當中引起廣泛關(guān)注。２００９逡逑年，俄羅斯科學家在一塊Ａｌ６３ＣＵ２４Ｆｅｉ３礦石上首次發(fā)現(xiàn)了具有上述特殊性質(zhì)的純天然逡逑準晶體，如圖１－２所示，這才證實了準晶的真實存在，這一發(fā)現(xiàn)也使得準晶的發(fā)現(xiàn)者逡逑Ｄａｎｉｅｌ邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ于２０１１年被授予諾貝爾化學獎。逡逑Ｈｉ逡逑圖１－１二十面體準晶的衍射圖邐圖１－２自然界中存在的準晶體逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｉｃｏｓａｈｅｄｒａｌ邋ｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｘ

能成為一種新型的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，在工程實踐中具有廣泛的應用。準晶材料具逡逑有輕質(zhì)、高強度、高硬度、良好彈性和抗摩擦性能等特性，主要用于表面改性，常用逡逑作涂層和薄膜，生活中最常見的，如不粘鍋炊具［４］，如圖１－３所示。準晶材料的電子逡逑傳輸與傳統(tǒng)金屬材料很不同，所以導熱系數(shù)很小，因此常用作為熱障涂層，與傳統(tǒng)熱逡逑障材料相比，具有質(zhì)輕和耐腐蝕等優(yōu)點，常應用在發(fā)動機部件上。準晶具有高的紅外逡逑傳導率和熱穩(wěn)定性，能用于太陽能領(lǐng)域中，德國研宄員用銅作為基底，把準晶材料放逡逑置在絕緣薄膜中構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)，這種多層結(jié)構(gòu)具有選擇吸收性質(zhì)，比市場上的太陽能逡逑薄膜性能更好［５］。逡逑準晶在其他很多方面都有應用，具有的氋強度特性，使得在復合材料中常作為增逡逑強相。美國能源部Ａｍｅｓ實驗室制備了邋Ａｌ６３Ｃｕ２５Ｆｅ１２ｍ晶顆粒，并把準晶加到鋁合金逡逑中

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 黃孚;張一鳴;高陽;;一維六方準晶彈性層合懸臂梁的解析解[J];固體力學學報;2015年02期

2 宋小飛;郝劍敏;韓利民;馮雪敏;;準晶材料應用于催化、增強復合材料和儲氫的研究進展[J];化工進展;2015年04期

3 朱小鵬;梁偉;麥漢超;;電磁復合材料層合板自由振動的三維解[J];復合材料學報;2005年06期

4 李志強,徐洲,李小平,王碩;準晶材料的應用研究進展[J];材料導報;2002年02期

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1 王亞偉;二維六方準晶無限體中的一些裂紋問題[D];西南交通大學;2016年

2 王濤;一維和二維六方準晶的一些基本解[D];西南交通大學;2015年

3 郭琳;層合板電、磁、力耦合效應研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

4 朱保兵;層狀壓電壓磁彈性材料空間問題的狀態(tài)變量法[D];合肥工業(yè)大學;2003年

本文編號：2745609