多铁性材料的多物理场耦合力学研究

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基本信息

  • 批准号：
    10832009
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    200.0万
  • 负责人：
    杨卫
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    A08.固体力学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2008
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2009-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目就多铁性材料及其在力、电、磁等多物理场耦合载荷作用下的关键力学问题进行研究。建立磁电多铁性材料的多物理场耦合本构关系；发展第一性原理分子动力学/连续介质力学耦合的多尺度材料模拟方法和新的实验手段；进行多铁性材料磁致变形及应变介导磁电耦合机理研究；采用实验与数值模拟相结合的手段，进行磁电多铁性材料及器件在多场耦合载荷下失效破坏机理研究；研究多铁性多层器件的动力学特性，探索界面效应、梯度效应等各种复杂因素的影响。本项目通过对上述关键力学问题的研究，探讨将固体力学学科的内涵延伸到具有力、电、磁三类场互动的范畴，并探询连续介质场论、分子动力学、量子场论、自旋电子学的结合，并为磁电多铁性材料及器件的制备设计、工程应用等提供理论指导。

结项摘要

本项目按计划开展。主要研究方向为：磁电多铁性材料本构关系及其应用、多尺度多物理场的耦合模拟、磁致变形及应变介导磁电耦合机理、设计及制备高性能多铁性复合材料的新方法及多场作用下多铁性材料微结构演化及性能的测试和多铁性材料多层器件的动力学特性。主要研究进展和成果包括：.（1）对磁电层合材料在谐振状态下的磁电响应进行了理论分析，建立了磁电层合材料谐振磁电电场系数和一阶纵向振动频率的显式表述。.（2）在原子、细观和宏观尺度上进行了多铁性材料第一性原理、相场模拟和有限元模拟研究，发展了第一性原理/分子动力学耦合的多尺度材料模拟方法。.（3）开展了磁致变形及磁电耦合机理研究。报道了Terfenol-D/PZT/ Terfenol-D、Terfenol-D/P(VDF-TrFE)/Terfenol-D多铁性层状复合材料中的磁电多峰现象。.（4）搭建了多铁性多物理场加载与磁电性能测试系统；制备了多铁性复合材料，并对其进行了热-力-磁-电性能研究。制备了一种新型的嵌镶型磁电复合材料，并观察到了四态磁电效应。.（5）推广了Mindlin的板理论构造方法，得到正交曲线坐标系下的一般多铁性板壳简化结构理论的基本方程；进行了多铁性结构性能调制和优化研究；提出了一个全新的方法来构建多铁性结构的表面理论；发展了考虑极化梯度影响的简化结构理论；建立了层状电磁结构波动问题的回传射线矩阵列式。.（6）进行了介电高弹聚合物力电耦合行为的研究。基于力电耦合大变形模型，对介电高弹聚合物换能器在多种工作模式下的具体问题进行了理论分析和数值模拟。利用介电高弹聚合物特有的力电性能，提出了实现极大电致变形、高效能量收集、主动调频振动的理论方案。.本项目共发表了SCI论文59篇，发展建模模拟程序4套，培养博士生11名，博士后4名。

项目成果

期刊论文数量（57）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
A dual-peak phenomenon of magnetoelectric coupling in laminated Terfenol-D/PZT/Terfenol-D composites
叠层Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合材料中磁电耦合的双峰现象
  • DOI：
    10.1088/0964-1726/19/12/125004
  • 发表时间：
    2010-12
  • 期刊：
    Smart Materials and Structures
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Zhao, C. P.;Fang, F.;Yang, W.
  • 通讯作者：
    Yang, W.
Surface effect on Bleustein-Gulyaev wave in a piezoelectric half-space
压电半空间中 Bleustein-Gulyaev 波的表面效应
  • DOI：
    10.1063/2.1104101
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Theoretical and Applied Mechanics Letters
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Chen, Weiqiu
  • 通讯作者：
    Chen, Weiqiu
Thickness effects on magnetoelectric coupling for Metglas/PZT/Metglas laminates
厚度对 Metglas/PZT/Metglas 层压板磁电耦合的影响
  • DOI：
    10.1007/s11433-011-4268-2
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Science China: Physics, Mechanics and Astronomy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fang, Fei;Zhao, ChangPeng;Yang, Wei
  • 通讯作者：
    Yang, Wei
Elastic waves in multiferroic cylinders of sectorial cross-section
扇形截面多铁性圆柱体中的弹性波
  • DOI：
    10.1016/j.compositesb.2012.05.043
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Composites Part B: Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou, Yunying;Chen, Weiqiu;Lu, Chaofeng
  • 通讯作者：
    Lu, Chaofeng
Magnetoelectric coupling of laminated composites under combined thermal and magnetic loadings
热磁联合载荷下层状复合材料的磁电耦合
  • DOI：
    10.1063/1.3677945
  • 发表时间：
    2012-01-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Fang, F.;Xu, Y. T.;Yang, W.
  • 通讯作者：
    Yang, W.

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  • 通讯作者：
    侯文玫
线性位移台直线度高精度外差干涉测量装置
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    光学精密工程
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  • 作者：
    金涛;刘景林;杨卫;乐燕芬;侯文玫
  • 通讯作者：
    侯文玫
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    --
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  • 作者：
    张利平;闪丽洁;杨卫;徐霞
  • 通讯作者：
    徐霞

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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