【摘 要】
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纳米材料/纳米复合材料的表/界面效应使其具有多方面的特殊性能,在众多领域得到了越来越广泛的应用,近年来一直受到学者们的关注。压电复合材料具有优良力、电耦合特性,广泛应用于传感、驱动等领域。压电复合材料的宏观有效性能是智能结构中传感、驱动元件设计所必须的参数,对其研究具有重要意义。本文同时采用细观力学广义自洽法和压电纤维周期分布模型,研究了圆截面纳米压电纤维复合材料的有效反平面性能,主要工作如下:（
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纳米材料/纳米复合材料的表/界面效应使其具有多方面的特殊性能,在众多领域得到了越来越广泛的应用,近年来一直受到学者们的关注。压电复合材料具有优良力、电耦合特性,广泛应用于传感、驱动等领域。压电复合材料的宏观有效性能是智能结构中传感、驱动元件设计所必须的参数,对其研究具有重要意义。本文同时采用细观力学广义自洽法和压电纤维周期分布模型,研究了圆截面纳米压电纤维复合材料的有效反平面性能,主要工作如下:（1）利用广义自洽法推导了包含界面相的压电纤维复合材料有效反平面电弹性模量的解析解（界面相模型）。在该解析解中,取界面相电弹性模量为界面电弹性模量与界面相厚度之比,当令界面相厚度趋于零时,本文所得的界面相模型的解答可以解析退化为已有的基于Gurtin-Murdoch界面理论（界面模型）的解答。研究还表明,数值计算时,只需取界面相厚度足够小,就可由界面相模型得到界面模型的结果。采用纯弹算例,讨论了界面相模型和界面模型预测结果的差异。（2）采用压电纤维周期分布模型研究了含界面相的周期压电纤维复合材料的有效电弹性性能。取界面相电弹性模量为界面电弹性模量与界面相厚度之比并令界面相厚度趋于零,获得了基于界面模型的纳米周期压电复合材料的有效电弹性模量的解答,算例着重讨论了有效电弹性模量的尺度依赖性以及纳米纤维不同的排列方式对有效电弹性模量的影响。本文关于界面相模型与界面模型之间关联的研究及得到的一些结果和结论可为纳米压电复合材料的性能研究及设计提供有价值的参考。
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