李安慶博士在工程技術TOP期刊發表論文

發布者:馬靜   發布時間:2021-07-16   瀏覽次數:12

近日,機械與汽車工程學院李安慶博士在工程技術TOP期刊《International Journal of Engineering Science》發表了題為“On some basic aspects of flexoelectricity in the mechanics of materials”的科研論文,全方位闡述了撓曲電效應的產生機理,為微/納機電系統中智能構件的設計、控制提供了理論依據。李安慶為第一作者,齊魯工業大學為第一作者單位。

撓曲電效應是一種高階力電耦合效應,其正效應為應變梯度誘導極化,逆效應為極化梯度產生機械變形應力。由于應變梯度能夠打破材料的中心對稱性,故撓曲電效應不僅存在于非中心對稱介電材料,而且還存在于中心對稱介電材料。相較于壓電效應,撓曲電效應是一種弱效應,但應變梯度的尺度效應使得撓曲電效應在微納尺度顯著增強,趕上甚至超越壓電效應。因此,撓曲電效應獲得了世界范圍內的持續關注。

本論文為探索撓曲電效應的產生機理,理論上將應變梯度分解為膨股梯度、拉伸梯度、旋轉梯度對稱部分和曲率分量部分,以應變梯度的四個分量構建了各向同性撓曲電理論。并應用各向同性撓曲電張量的構型,推演了應變梯度與極化的耦合關系。研究發現,應變梯度僅有膨脹梯度和曲率分量引起各向同性介電材料電極化,而其它分量不產生電極化,揭示了撓曲電效應的高階力電耦合機理。進而從材料力學的角度研究了一維結構在拉壓、扭轉、彎曲和屈曲變形中的撓曲電效應,為基于撓曲電效應的智能構件設計、應用奠定了理論基礎。

李安慶,齊魯工業大學機械與汽車工程學院講師,哥倫比亞大學聯合培養博士。主要從事MEMS微構件的力學及力電耦合性能研究,建立了應變梯度理論和撓曲電理論,獲得同行專家高度評價,理論被廣泛應用于微構件靜動態性能研究。博士學位論文獲評“山東省優秀博士學位論文”,目前以第一作者/通訊作者發表SCI收錄論文14篇,其中一區論文6篇,主持山東省自然科學基金1項。


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