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摘要
调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而，该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用，致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中，容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。本文将从理论分析和数值仿真角度，研究压电薄膜在柔性基底表面上的失稳特性。由于压电薄膜变形具有大位移小应变的特点，本文基于非线性Euler-Bernoulli梁理论与能量最小化原理，建立压电薄膜基底结构无屈曲、褶皱、局部屈曲及全脱层屈曲模式的理论分析模型；其次，从能量角度定量分析了薄膜-基底结构四种模式相互演变的临界条件；然后，通过数值仿真，验证了本文解析结的有效性，定量、定性的讨论了薄膜基底结构的材料、几何参数对四种模式演变的影响。研究结果表明：改变基底杨氏模量、预应变、物理场强度和界面粘附系数能够调控压电薄膜基底结构的屈曲模式；通过调控温度变化量和电压的方式，能够实现对压电薄膜基底结构的失稳特性精细化调控。本文的研究结果将为提升薄膜基底型的电子器件的稳定性及优化设计提供理论支持。
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