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本書從宏觀尺度下?lián)锨娦?yīng)的實驗研究方法、撓曲電效應(yīng)的增強機理、以及基于撓曲電效應(yīng)的應(yīng)用等三個主要方面入手分別進行了系統(tǒng)性地闡述，展示了應(yīng)變梯度致電極化這樣一個具有明顯尺度現(xiàn)象的力電耦合效應(yīng)在宏觀尺度開展研究的主要手段和基本思路，并基于撓曲電系數(shù)的測量、解耦等研究結(jié)果反作用于撓曲電效應(yīng)的增強機理研究，很大程度上提高了介電材料的撓曲電效應(yīng)水平，使其具備了潛在的應(yīng)用價值；再在此基礎(chǔ)上結(jié)合該效應(yīng)的特點和優(yōu)勢開展了基于撓曲電效應(yīng)的準零剛度傳感、高精度作動、表面形貌測量等應(yīng)用研究。上述研究內(nèi)容彰顯了撓曲電效應(yīng)在宏觀尺度下實驗研究方法的重要作用。

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目錄內(nèi)容簡介 i 序言 ii 前言 iii 第 1 章緒論 1 1.1 撓曲電效應(yīng)簡介 2 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4 1.2.1 研究脈絡(luò)和發(fā)展情況 4 1.2.2 理論研究和三類撓曲電效應(yīng)的提出 7 1.2.3 實驗研究進展 11 1.2.4 撓曲電效應(yīng)的尺度相關(guān)性 17 1.2.5 撓曲電效應(yīng)的應(yīng)用探索 18 1.3 幾種宏觀尺度撓曲電效應(yīng)的加載和測量手段 21 1.4 宏觀尺度下?lián)锨娦?yīng)實驗研究方法的意義和本書邏輯框架 25 第 2 章縱向和橫向撓曲電效應(yīng)及其實驗研究方法 28 2.1 縱向撓曲電效應(yīng)及其實驗研究方法 28 2.1.1 宏觀尺度下應(yīng)變梯度的產(chǎn)生 28 2.1.2 微觀尺度力電耦合基本原理分析 30 2.1.3 實驗方法及結(jié)果分析 33 2.2 橫向撓曲電效應(yīng) 35 2.2.1 宏觀尺度下應(yīng)變梯度的產(chǎn)生 35 2.2.3 實驗研究及結(jié)果分析 38 2.2.4 橫向撓曲電系數(shù)？1122和？1123 39 2.2.5 橫向撓曲電效應(yīng)的多值性 42 2.2.6 圓形薄膜的橫向撓曲電效應(yīng) 44 第 3 章電介質(zhì)的剪切撓曲電效應(yīng) 51 3.1電介質(zhì)的剪切應(yīng)變及其應(yīng)變梯度 51 3.1.1電介質(zhì)的剪切應(yīng)變梯度及其設(shè)計 51 3.1.2 液體電介質(zhì)的剪切應(yīng)變梯度實現(xiàn) 55 3.2 微觀尺度下的力電耦合機理 58 3.2.1 固體電介質(zhì)微觀尺度下的撓曲電力電耦合模型 58 3.2.2 液體電介質(zhì)剪切撓曲電效應(yīng)機理和實驗研究 59 3.3 實驗方法及其結(jié)果分析 61 3.3.1 固體電介質(zhì) 61 3.3.2 液體電介質(zhì) 67 第 4 章撓曲電系數(shù)分量的解耦 73 4.1 撓曲電系數(shù)分量解耦的意義 73 4.2 撓曲電系數(shù)分量解耦的力學設(shè)計思路 75 4.3 縱向撓曲電系數(shù)分量的解耦設(shè)計 76 4.3.2 實驗設(shè)計 80 4.4 剪切向撓曲電系數(shù)分量的解耦設(shè)計 82 4.4.1力學設(shè)計和理論推導(dǎo) 82 4.4.2 實驗設(shè)計和結(jié)果 91 4.4.3 實驗研究方法的普遍適用性討論 97 4.5小結(jié) 97 第 5 章均勻應(yīng)變梯度的提出和設(shè)計 98 5.1 縱向撓曲電效應(yīng)的等應(yīng)變梯度設(shè)計 98 5.2 橫向撓曲電效應(yīng)的等應(yīng)變梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計 102 5.3 剪切向撓曲電效應(yīng)的等應(yīng)變梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計 105 5.4 小結(jié) 106 第 6 章逆撓曲電效應(yīng) 107 6.1 逆撓曲電效應(yīng)研究的意義 107 6.2 電場梯度的產(chǎn)生和設(shè)計 108 6.2.1 基于結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計的電場梯度 108 6.2.2 基于介電常數(shù)設(shè)計的電場梯度 115 6.3 逆撓曲電效應(yīng)的微觀機理分析和實驗方法 118 6.3.1 微觀機理分析 118 6.3.2 實驗方法分析 119 6.4 逆撓曲電效應(yīng)與電致伸縮效應(yīng) 126 6.5 小結(jié) 126 第 7 章撓曲電效應(yīng)的調(diào)控 128 7.1 撓曲電系數(shù)調(diào)控的重要性 128 7.2 宏觀尺度下的力學調(diào)控 129 7.2.1 預(yù)設(shè)應(yīng)變梯度 129 7.2.2 介電彈性體交聯(lián)密度與撓曲電效應(yīng)間的關(guān)系 135 7.2.3 介電彈性體的單軸和雙軸預(yù)拉伸 143 7.3 微觀尺度下的力電耦合調(diào)控 152 7.3.1 微觀局部應(yīng)變梯度的設(shè)計 152 7.3.2 撓曲電偶極子的等效電荷中心重構(gòu) 160 7.4 跨尺度的力學和材料融合設(shè)計 165 7.5 力電耦合復(fù)合手段調(diào)控下的巨大類壓電效應(yīng) 172 7.6 小結(jié) 174 第 8 章撓曲電與壓電效應(yīng) 175 8.1 壓電效應(yīng)定義的擴展 175 8.2 撓曲電效應(yīng)研究中的殘余壓電效應(yīng) 175 8.2.1 縱向撓曲電效應(yīng)研究中的殘余壓電效應(yīng) 175 8.2.2 切向撓曲電效應(yīng)研究中的殘余壓電效應(yīng) 178 8.2.3 撓曲耦合系數(shù)的提出和意義 181 8.3 基于壓電材料的撓曲電效應(yīng)增強設(shè)計 182 第 9 章基于撓曲電效應(yīng)應(yīng)用探索 184 9.1 基于撓曲電應(yīng)用的重要意義 184 9.2 力學量傳感 185 9.2.1 無源扭矩傳感 185 9.2.2 高精度載荷傳感器 188 9.2.3 準零剛度位移傳感器 193 9.3 作動器件 201 9.3.1 共振式彎曲作動器 201 9.3.2 共振式偏擺作動器 205 9.3.3 大擺角線性作動器 211 9.3.4 一體式雙軸偏擺結(jié)構(gòu) 219 9.4 俘能研究 223 9.4.1 優(yōu)勢與特點 223 9.4.2 原理和應(yīng)用性分析 224 9.4.3 設(shè)計過程 225 9.4.4 應(yīng)用效果 227 9.5 基于撓曲電的表面粗糙度測量 229 9.5.1 優(yōu)勢與特點 229 9.5.2 原理和應(yīng)用性分析 230 9.5.3 設(shè)計過程 232 9.5.4 應(yīng)用效果 233 9.6 小結(jié) 234 第 10 章展望 235 10.1 撓曲電理論與實驗進一步融合發(fā)展 235 10.2 跨尺度下?lián)锨娦?yīng)的實驗研究方法探討 235 10.3 撓曲電效應(yīng)與駐極體材料的結(jié)合 236 10.4 巨大撓曲電效應(yīng)及其可行性 236

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