ZnO-GaN功能梯度压电空心圆柱

波传播分析新框架

为功能梯度压电材料提供一种新的梯度相关近似框架，用于精确预测波传播特性，误差低于0.3%，优于经典混合模型。

Khalid Ait, Cheikh · Rabab, Raghib · Zakaria, Ech-chaachoui · Naciri, Ismail · 禹建功 · Benami, Abdellah · Elmaimouni, Lahoucine

Thin-Walled Structures 2025

参数信息

弹性系数平均绝对百分比误差

0.15 %

压电系数平均绝对百分比误差

0.18 %

介电系数平均绝对百分比误差

0.11 %

技术优势

比混合模型更接近理论界

对所有经典混合模型（Voigt、Reuss、Voigt-Reuss-Hill、Mori-Tanaka、Halpin-Tsai）均保持一致逼近，平均绝对百分比误差低于0.3%。

能指导梯度设计

揭示了梯度指数对相速度和应力分布的非单调影响，为优化功能梯度压电空心圆柱的梯度分布提供了快速预测工具。

应用场景

• 压电器件设计：用低误差模型快速预测梯度压电材料物性，替代试错制备。
• 功能梯度材料结构分析：对功能梯度空心圆柱进行导波频散和应力分析，辅助梯度参数优化。
• 无损检测与导波：预测功能梯度材料中的导波传播特性，为无损检测提供理论依据。