正弦表面结构的薄膜失稳形貌有限元分析和实验验证

摘要

利用ABAQUS有限元软件,对具有正弦表面结构的薄膜基底系统表面失稳过程进行了系统的有限元分析,讨论了正弦结构幅值/波长比、薄膜基底模量比、薄膜厚度以及预拉伸变形等因素对薄膜表面失稳形貌的影响。结果表明:薄膜基底模量比和薄膜厚度对薄膜的表面失稳波长造成较大影响;正弦结构幅值/波长比对正弦结构波峰与波谷处的失稳波长差值有显著影响。通过上述变量的相互组合,有望实现对膜基系统表面失稳形貌的调控。通过与实验结果的对比,定性地验证了数值模拟方法的可靠性。研究工作对于探究复杂表面结构的薄膜失稳形貌具有参考价值。