光强、温度和环境湿度对硅纳米棒-光热敏感水凝胶自适应结构分岔行为的影响

摘要

为分析环境因素对自适应结构分岔行为的影响规律，采用光热敏感水凝胶有限变形理论和最小势能原理构建分岔行为分析模型，探讨系统稳定性与环境光强、温度以及相对湿度的关系，计算不同条件下的分岔临界参数条件，给出不同参数条件下硅纳米棒的平衡倾斜角。研究结果表明：当环境湿度低于临界湿度时，水凝胶释放水分厚度减小，硅纳米棒发生倾斜；水凝胶初始溶胀率越大、光强和温度越高，分岔临界湿度数值越高；环境湿度低于临界湿度后，光强和温度越高时，硅纳米棒平衡倾斜角越大。

关键词

光热敏感水凝胶 / 自适应结构 / 分岔行为 / 失稳 / 临界湿度

基金资助

福建省自然科学基金项目（2021J011130）; 三明学院自然科学基金项目（KD22010P）