该课题以柔性电子太阳能电池的弹性基底为研究对象，主要探讨在保持器件整体功能性的前提下基底的优化设计，以提高器件的延展性和柔韧性。为此，我们分别从模拟和实验开展相关研究工作。通过有限元模拟计算与分析，我们发现在所提出的衬底-立柱-岛体的基底优化设计中，中间立柱的宽度对变形隔离效应有非常重要的影响，立柱-岛体整体的高度对变形隔离效应有影响。此外，对于界面的损伤累积与破坏理论模型已经建立，数值模拟工作还在进行当中。在实验方面，我们已经成功制备出这种三层复合结构基底，目前正在研发基于这种优化基底的电子设备，如柔性LED显示器、柔性传感器等。 2100433B

基底加岛体的结构化设计使得柔性太阳能电池器件具有良好的延展性。然而该设计在变形隔离上有特殊的岛体高度选择性，而且基体变形通过泊松效应对电池模块产生弯曲变形。保护膜的平板设计使得其厚度必须在抑制电池模块的弯曲变形（增加厚度）和降低界面剪应力（减小厚度）之间作出两难选择。这些设计中的不足不仅限制柔性太阳能电池器件的延展性，界面剪应力的存在也对电池器件的使用寿命产生负面影响。因此，本项目提出基底、岛体和连接二者柱体的优化基体结构化，并对保护膜进行结构化设计，减小粘接面积，结合数值模拟、理论分析和实验测试来实现具有最佳变形隔离效应的整体设计方案。同时建立界面强度的疲劳损伤理论模型，通过有限元计算和实验测试来研究电池器件的疲劳性能。本项目的研究成果将充分增加柔性太阳能器件的延展性，显著提高其疲劳寿命。该研究不仅具有重要的科学意义，而且有助于加速促进柔性太阳能电池器件的实际研发和应用。

材料的疲劳性能

1.1 疲劳研究的发展

1.2 疲劳断裂机理

1.3 材料的疲劳强度

1.3.1 应力疲劳与应变疲劳

1.3.2 疲劳极限图

1.4 影响材料疲劳性能的因素

1.4.1 应力集中的影响

1.4.2 尺寸效应

1.4.3 材料表面状态的影响

1.4.4 温度和环境的影响

1.5 疲劳裂纹扩展

1.5.1 断裂力学参量和断裂判据

1.5.2 疲劳裂纹扩展行为

1.6 腐蚀疲劳分析

1.6.1 腐蚀疲劳特点

1.6.2 腐蚀疲劳裂纹扩展特性

1.7 变幅载荷谱下的疲劳寿命

1.7.1 变幅载荷谱

1.7.2 Miner线性累积损伤分析

焊接接头的疲劳强度

2.1 焊接接头及疲劳概述

2.1.1 焊接接头基本形式

2.1.2 焊接接头的疲劳特征

2.2 对接接头的疲劳强度

2.2.1 对接接头的应力集中

2.2.2 对接接头的疲劳强度

2.3 角焊缝接头的疲劳强度

2.3.1 角焊缝接头的应力集中

2.3.2 角焊缝接头的疲劳强度

2.4 点焊接头的疲劳强度

2.4.1 点焊接头的应力集中

2.4.2 点焊接头的疲劳强度

2.5 焊接管节点的疲劳强度

2.5.1 焊接管节点的应力集中

2.5.2 管节点的疲劳性能

2.6 焊接结构疲劳强度影响因素分析

2.6.1 应力集中的影响

2.6.2 焊接残余应力的影响

2.6.3 焊接缺陷的影响

2.6.4 焊接接头组织性能对疲劳强度的影响

2.6.5 板厚的影响

焊接结构的疲劳强度分析方法

3.1 概述

3.2 名义应力评定方法 2100433B

疲劳破坏是结构的主要失效形式，因此结构的疲劳强度和疲劳寿命是结构性能研究的主要内容之一。《结构疲劳寿命分析》系统阐述了结构疲劳寿命分析的基本原理、方法和过程。主要包括金属材料的疲劳性能、疲劳载荷谱、影响结构疲劳性能的主要因素、疲劳累积损伤理论、估算结构疲劳寿命的名义应力法、局部应力应变法和应力应变场强法、多轴疲劳、振动疲劳等内容。《结构疲劳寿命分析》的特点是围绕结构疲劳寿命估算，系统地介绍了所需的材料性能、估算原理、估算方法和估算步骤，并给出了丰富的算例和工程实例。

《焊接结构疲劳分析》较系统地介绍了焊接结构疲劳强度理论和评价方法。全书共分6章。第1章介绍材料的疲劳性能及分析基础；第2章介绍焊接接头的疲劳强度及影响因素；第3章讨论焊接结构的疲劳强度评价方法；第4章探讨焊接结构的疲劳裂纹扩展分析方法；第5章介绍焊接结构疲劳强度分析的随机方法；第6章介绍焊接结构的抗疲劳设计及控制措施。