柔性电子器件区别于传统电子器件,是一种可弯曲、可折叠的电子器件。柔性电子器件是由柔性薄膜和具有延展性的基板等共同组成的电子器件系统。由于具有柔性和延展性等显著优点,柔性电子器件在航空航天、医学监测、智能机器人、大规模设备监测、生物医药学等多个领域具有广泛应用。因此,对于柔性电子器件的相关研究具有重要意义。传统的柔性电子器件薄膜一般采取了均匀厚度的设计,这样就使得柔性器件的应用范围有一定的限制。随着折纸技术的深入探究与发展,基于折纸设计的柔性电子薄膜可以进行厚度的变化。薄膜厚度非均匀的特点,可以调控柔性电子器件在弯曲、折叠的过程中的结构构型,保证了柔性电子器件的多样化设计,极大地扩大了柔性电子器件应用规模。因此,本文引入了非均匀参数,针对基于折纸设计的非均匀柔性电子器件进行了具体的分析。由于柔性电子器件薄膜既可以全局屈曲,也可以局部折叠,以组装柔性电子器件系统。本文提出了基于折纸设计的非均匀柔性电子器件的全局屈曲与局部折叠理论模型。当适度的预应变加载时,柔性电子器件薄膜处于全局屈曲变形形态。本文通过截断式的傅里叶级数对其全局屈曲变形形态进行几何假设。本文利用能量最小化的方法,解析地确定了稳定状态下,全局屈曲柔性电子器件薄膜的变形形态和峰值应变的简洁表达式。当足够大的预应变加载时,柔性电子器件薄膜处于局部折叠变形形态。本文将局部折叠问题分为了两种情形,即no-pass情形与pass情形,并针对两种情形分别进行讨论。本文考虑了非均匀系数与范德华力黏附作用的共同影响,并利用能量最小化的方法,解析地确定了稳定状态下,局部折叠柔性电子器件薄膜的变形形态和峰值应变的简洁表达式。为了验证非均匀柔性电子器件全局屈曲与局部折叠理论模型的准确性和有效性,本文分别通过有限元分析和分子动力学模拟,得到了非均匀柔性电子器件全局屈曲与局部折叠时的变形形态和峰值应变,并分别对比了理论模型的解析解。由对比结果可知,上述理论模型可以很好的预测变形形态和峰值应变,从而有效进行器件构型调控,并防止器件在屈曲和折叠过程中发生的结构脆断等失效。另外,全局屈曲或局部折叠的非均匀厚度薄膜的一系列结论,在一定情况下,均可以退化为已有的均匀厚度薄膜设计。综上,本文的研究期望为柔性电子器件的多样化设计提供一定的指导。