大学生图像多场耦合梁板结构静动力学行为-石家庄铁道大学科技处

自然科学奖提名号：

120-233

项目名称

提名单位

多场耦合梁板结构静动力学行为

河北省教育厅

本项目属于固体力学学科，与动力学与控制、电磁学等相关联。

微纳尺度多场耦合结构具有多场耦合效应和尺度效应，

与宏观弹性材料相比，< /p>

其强度和稳定性研究一直是这

种结构设计和应用过程中富有挑战性的难题。

经典弹性理论由于不含长度尺度参数，

已经不能准确描述微纳结构

系统的力学行为，为此，进一步的理论创新和探索是摆在我们面前的迫切任务。本项目采用应变梯度理论 、偶应

力理论、非局部理论和表面应力理论等，对微纳尺度下的多场耦合（主要为压电和 磁电）梁板的弯曲、屈曲及自

由振动等力学问题进行了深入、系统的研究。

通过研究，发现了一些新现象，揭示了一些新规律，发展了一些理论。

主要贡献如下：

1.

建立微尺度多场耦合功能梯度梁 板结构力学模型

。

率先将修正偶应力理论与应变梯度理论应用于均匀或功

能梯度压电梁板结构的弯曲和自由振动问题。

发展了力电耦合效应下的尺度相关理 论，

揭示了两种尺度相关理论

和微尺度梁板结构的梯度因子对压电梁板结 构弯曲挠度、电势及振动频率的影响规律。

项目简介

2.

建立纳米多场耦合梁板结构力学模型

。

将非局部弹性理论与力电磁多场耦合效应相结合，

建立了非局部多

场耦 合梁板结构的屈曲及自由振动模型，

给出了纳米尺度下多场耦合梁板结构的力学行为变化规律。< /p>

建立了考虑

表面效应压电纳米板弯曲问题的力学模型，

揭示 了考虑表面效应时结构几何参数、

尺度参数及电位移等对弯曲挠

度的影响 机理。

3.

揭示弹性基础上的多场耦合板的力学特性< /p>

。最早研究了位于弹性基础上的磁电板的屈曲和自由振动问题。

对于位于弹 性基础上的磁电板，获得了屈曲载荷和自振频率随弹性基础弹簧系数、剪切系数的变化规律。

< /p>

项目科学价值：

本项目对微纳尺度多场耦合梁板结构研发与应用中急需解决 的多场耦合效应、

尺度效应等关

键科学问题进行了系统研究，

屈曲和自由振动的一系列新模型，

获得了相应一些 问题

的理论解，揭示了尺度效应、多场耦合效应、非均匀性等因素对结构弯曲、屈曲与振 动的影响机理，丰富了结构

力学的研究内容和分析方法，

促进了固体力学 、

动力学与控制及电磁学的相互交叉和结合，

为这类结构的优化设

计和应用提供了理论支撑。

该项目主要特点：

（

1

）

研究对象、

研究方法的创新性，

创造性地将修正应变梯 度理论、

修正偶应力理论、非局部理论应用到多场耦合梁板结构；

（

2

）研究领域的多学科交叉性，项目涉及固体力学、动

力学与 控制及和电磁学等领域；

（

3

）

研究成果影响的广 泛性，

该项目理论研究有较大突破，

研究成果发表在力学、

材料、工程等领域国际重要学术刊物上，获得了国内外著名学者的引用和好评。

本项目

8

篇代表性论文均为

SCI

收录

（

SCI

他引

297

次）

，其中

2015

年发表在本领域权威杂志《

Int

J

Engn

Sci

》上的论文为高被 引论文

（

Highly Cited Paper

）

。

代表性论文专著目录

1. Y

. S.

Li, E. Pan, Static bending and free vibration of a functionally graded piezoelectric microplate based on the modified couple-stress theory,

International Journal of Engineering Science, 2015, 97: 40-59.

（

SCI 2

区，

IF: 3.16 5

，

SCI

他引

79

次）

2. Y

. S.

Li, W. J. Feng, Z. Y

. Cai, Bending and free vibration of functionally graded piezoelectric beam based on modified strain gradient theory,

Composite Structures, 2014, 115: 41-50.

（

SCI 2

区，

IF: 3.31 8

，

SCI

他引

54

次）

3. Y

. S. Li, W. J. Feng, Microstructure-dependent piezoelectric beam based on modified strain gradient theory. Smart Materials and Structures,

2014, 23(9): 095004. (

SCI 2

区，

IF: 2.502

，

SCI

他引

1

次）

4. Y

. S. Li, Z. Y

. Cai, S. Y

. Shi, Buckling and free vibration of magnetoelectroelastic nanoplate based on nonlocal theory, Composite Structures, 2014,

111: 522-529.

（

SCI 2

区，

IF: 3.318

，

SCI

他引

84

次）

5. Y

. S. Li, P

. Ma, W. Wang, Bending, buckling, and free vibration of magnetoelectroelastic nanobeam based on nonlocal theory, Journal of Intelligent

Material Systems and Structures, 2016, 27: 1139-1149.

（

SCI 3

区，

IF: 2.255

，

SCI

他引

22

次）

6. Y

. S. Li, E. Pan, Bending of a sinusoidal piezoelectric nanoplate with surface effect, Composite Structures, 2014, 136: 45-55.

（

SCI 2

区，

IF: 3.858

，

SCI

他引

23

7. Y

. S. Li, J. J. Zhang, Free vibration analysis of magnetoelectroelastic plate resting on a Pasternak foundation, Smart Materials and Structures, 2014,

23: 025002.

（

SCI 2

区，

IF: 2.502

，

SCI

他引

17

次）

8. Y

. S. Li, Buckling analysis of magnetoelectroelastic plate resting on Pasternak elastic foundation, Mechanics research communications, 2014, 56:

104-114.

（

SCI 3

区，

IF: 1.502

SCI

他引

17

次）

主要完成人情况表（排名、姓名、技术职称、工作单位、对本 项目技术创造性贡献、曾获奖励情况）

排名

1

姓名

李艳松

技术职称

工作单位

完成单位

教授

河北工程

河北工程

贡献

项目负责人，组织实施了本项目的科学研究，对本项

曾获奖情况

无