本書從宏觀尺度下?lián)锨娦膶嶒炑芯糠椒�、撓曲電效應的增強機理、以及基于撓曲電效應的應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，并基于撓曲電系數的測量、解耦等研究結果反作用于撓曲電效應的增強機理研究，很大程度上提高了介電材料的撓曲電效應水平，使其具備了潛在的應用價值；再在此基礎上結合該效應的特點和優(yōu)勢開展了基于撓曲電效應的準零剛度傳感、高精度作動、表面形貌測量等應用研究。上述研究內容彰顯了撓曲電效應在宏觀尺度下實驗研究方法的重要作用。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
1981年-1984年 西安交通大學 學士
1985年-1987年 西安交通大學 碩士
1994年-1998年 西安交通大學 博士1987年至今，西安交通大學，歷任講師、副教授、教授，2021年升聘為二級教授；2012年至今，任復雜服役環(huán)境重大裝備結構強度與壽命全國重點實驗室（機械結構強度與振動國家重點實驗室）副主任；2015年至今，任西安交通大學航天航空學院副院長。力學/高精度作動與傳感截止2024年6月，發(fā)表學術論文和高水平會議論文199篇，其中作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文78篇，其中SCI論文70篇。以下是代表性論文：
1. Zhai Chongpu, Shuwen Zhang, Ji Hui, Deheng Wei, Song Hengxu, ..., &Xu Minglong*. (2023). Flexoelectricity at fractal rough surfaces. Extreme Mechanics Letters, 61,101997, IF:4.3, JCR-Q1.
2. Wenwen Han, Shubao Shao, Shuwen Zhang, Tian Zheng, &Xu Minglong*. (2022). Design and modeling of decoupled miniature fast steering mirror with ultrahigh precision. Mechanical Systems and Signal Processing, 167,108521. IF:7.9, JCR-Q1.
等等2020年中國機械工程學會空間機構分會第一屆委員會委員
2020年中國核動力研究院兼職教授
2020年IAAM Fellow（國際應用力學學會會士）
2018年陜西省宇航學會飛行器結構與環(huán)境試驗專業(yè)委員會副主任委員
2018年陜西省機械工程學會空間機械工程分會副理事長
2016年陜西省宇航學會常務理事
2015年中國力學學會實驗力學委員會委員
2015年中國力學學會固體力學專業(yè)委員會智能材料與結構專業(yè)組組員
2014年陜西省力學學會常務理事
2010年全國機械振動與沖擊標準化技術委員會第三分技術委員會委員
2010-2015年振標委委員
目錄
內容簡介 i
序言 ii
前言 iii
第 1 章 緒論 1
1.1 撓曲電效應簡介 2
1.2 國內外研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 研究脈絡和發(fā)展情況 4
1.2.2 理論研究和三類撓曲電效應的提出 7
1.2.3 實驗研究進展 11
1.2.4 撓曲電效應的尺度相關性 17
1.2.5 撓曲電效應的應用探索 18
1.3 幾種宏觀尺度撓曲電效應的加載和測量手段 21
1.4 宏觀尺度下?lián)锨娦獙嶒炑芯糠椒ǖ囊饬x和本書邏輯框架 25
第 2 章 縱向和橫向撓曲電效應及其實驗研究方法 28
2.1 縱向撓曲電效應及其實驗研究方法 28
2.1.1 宏觀尺度下應變梯度的產生 28
2.1.2 微觀尺度力電耦合基本原理分析 30
2.1.3 實驗方法及結果分析 33
2.2 橫向撓曲電效應 35
2.2.1 宏觀尺度下應變梯度的產生 35
2.2.3 實驗研究及結果分析 38
2.2.4 橫向撓曲電系數？1122和？1123 39
2.2.5 橫向撓曲電效應的多值性 42
2.2.6 圓形薄膜的橫向撓曲電效應 44
第 3 章 電介質的剪切撓曲電效應 51
3.1電介質的剪切應變及其應變梯度 51
3.1.1電介質的剪切應變梯度及其設計 51
3.1.2 液體電介質的剪切應變梯度實現(xiàn) 55
3.2 微觀尺度下的力電耦合機理 58
3.2.1 固體電介質微觀尺度下的撓曲電力電耦合模型 58
3.2.2 液體電介質剪切撓曲電效應機理和實驗研究 59
3.3 實驗方法及其結果分析 61
3.3.1 固體電介質 61
3.3.2 液體電介質 67
第 4 章 撓曲電系數分量的解耦 73
4.1 撓曲電系數分量解耦的意義 73
4.2 撓曲電系數分量解耦的力學設計思路 75
4.3 縱向撓曲電系數分量的解耦設計 76
4.3.2 實驗設計 80
4.4 剪切向撓曲電系數分量的解耦設計 82
4.4.1力學設計和理論推導 82
4.4.2 實驗設計和結果 91
4.4.3 實驗研究方法的普遍適用性討論 97
4.5小結 97
第 5 章 均勻應變梯度的提出和設計 98
5.1 縱向撓曲電效應的等應變梯度設計 98
5.2 橫向撓曲電效應的等應變梯度結構設計 102
5.3 剪切向撓曲電效應的等應變梯度結構設計 105
5.4 小結 106
第 6 章 逆撓曲電效應 107
6.1 逆撓曲電效應研究的意義 107
6.2 電場梯度的產生和設計 108
6.2.1 基于結構和尺寸設計的電場梯度 108
6.2.2 基于介電常數設計的電場梯度 115
6.3 逆撓曲電效應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 逆撓曲電效應與電致伸縮效應 126
6.5 小結 126
第 7 章 撓曲電效應的調控 128
7.1 撓曲電系數調控的重要性 128
7.2 宏觀尺度下的力學調控 129
7.2.1 預設應變梯度 129
7.2.2 介電彈性體交聯(lián)密度與撓曲電效應間的關系 135
7.2.3 介電彈性體的單軸和雙軸預拉伸 143
7.3 微觀尺度下的力電耦合調控 152
7.3.1 微觀局部應變梯度的設計 152
7.3.2 撓曲電偶極子的等效電荷中心重構 160
7.4 跨尺度的力學和材料融合設計 165
7.5 力電耦合復合手段調控下的巨大類壓電效應 172
7.6 小結 174
第 8 章 撓曲電與壓電效應 175
8.1 壓電效應定義的擴展 175
8.2 撓曲電效應研究中的殘余壓電效應 175
8.2.1 縱向撓曲電效應研究中的殘余壓電效應 175
8.2.2 切向撓曲電效應研究中的殘余壓電效應 178
8.2.3 撓曲耦合系數的提出和意義 181
8.3 基于壓電材料的撓曲電效應增強設計 182
第 9 章 基于撓曲電效應應用探索 184
9.1 基于撓曲電應用的重要意義 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 一體式雙軸偏擺結構 219
9.4 俘能研究 223
9.4.1 優(yōu)勢與特點 223
9.4.2 原理和應用性分析 224
9.4.3 設計過程 225
9.4.4 應用效果 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 原理和應用性分析 230
9.5.3 設計過程 232
9.5.4 應用效果 233
9.6 小結 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)锨娦膶嶒炑芯糠椒ㄌ接?235
10.3 撓曲電效應與駐極體材料的結合 236
10.4 巨大撓曲電效應及其可行性 236
書單推薦
