聚偏氟乙烯(PVDF)具有压电系数大、频响宽、声阻抗易匹配、机械强度高、柔韧性好、质量轻、耐冲击等优点。因此其在准静态和强动态载荷下的力学行为和压电效应引起了广泛关注。PVDF材料不仅具有良好的物理特性,同时具有良好的压电效应和热释电效应。当处于动态冲击等复杂环境下,容易受到各种物理场的影响。由于PVDF优良的特性,很适合用于强冲击载荷情况下。为了能更好的了解其特性以及在冲击载荷下的相应情况,本文进行了理论和仿真上的研究,具体包括以下方面。1、文中推导了PVDF薄膜的本构方程、耦合方程等。同时PVDF具有良好的热释电性,但是对其热释电相关方面的研究并不多见,因此文中也推倒了其热释电方程和力-热-电耦合方程。为了便于有限元分析,将耦合本构方程转换为微分控制方程。2、推导了压电材料力-电耦合方程。根据压电方程和悬臂梁挠度公式,推导出PVDF压电悬臂梁挠度与电荷量之间的关系。建立压电双晶体悬臂梁,分别施加电压和位移载荷,验证材料的压电性。3、对冲击载荷下的PVDF薄膜进行分析,选取有限元方法。利用ANSYSMultiphysics和ANSYS LS-DYNA软件进行模拟仿真。分析了PVDF薄膜在冲击过程中的受力情况以及动态压电特性。4、文中根据仿真结果推断PVDF尺度效应:PVDF的动态压电响应与薄膜直径关系不大,与薄膜厚度显著相关。5、利用Multiphysics进行了PVDF薄膜热效应的仿真。得到PVDF薄膜受热对电势产生明显影响,但是电势反向对热效应的影响有限。