对于智能材料的应用而言,首先应该研究的就是其性质。PVDF薄膜因其良好的压电性、热释电性被广泛用于制作压电传感器和热释电传感器的敏感元件。但是由于对其内部性质的研究尚有欠缺,因此,以PVDF薄膜为敏感元件的传感器的精度还有提升空间,同时由于各种传感器的工作环境复杂,容易受到各种物理场的影响,因此本文以PVDF薄膜为研究对象,对其在热、力、电甚至磁等物理场的作用下的耦合特性进行了分析和研究。首先,PVDF薄膜作为典型的压电材料,其压电性已被广泛而深入地研究。但是对其耦合场进行研究,需要推导其相关方程。论文推导了PVDF薄膜的本构方程、耦合方程等。同时,PVDF薄膜还具有优良的热释电性,但是对其热释电特性的研究还很少,因此论文着重对其热释电特性进行了阐述和分析,推导了PVDF薄膜的热释电方程,结合推导出的压电方程,又推导出了PVDF薄膜的热-力-电耦合方程。为了便于有限元分析,将耦合本构方程转变化为微分控制方程。同时论文也推导出了热力电磁的耦合场方程以便于后面的研究。其次,对PVDF薄膜的耦合机理进行分析,选择有限元方法,利用COMSOL Multiphysics编程设计,分析了PVDF薄膜分别在温度场、力场和电场作用下的响应情况。然后,由于热应力的存在,论文分析了在温度场和力场双重作用下的PVDF薄膜的响应情况,与单独的温度场和单独电场作用下的响应情况作比较,分析耦合情况。再次,论文利用COMSOL编程软件对PVDF薄膜在热、力、电耦合场的作用下的响应进行了分析,并将其和热、力耦合和单物理场作用的响应作比较,进一步分析PVDF的耦合场性质。最后论文进行了实物测试,进一步讨论了温度场、力场、电场对于PVDF薄膜的影响。设计了实验平台、数据采集系统和后续的处理电路并进行了测试和数据分析。得出的结论如下：本文推导了PVDF薄膜的热释电方程、压电方程以及热-力-电耦合方程；在此基础上利用有限元软件COMSOL Multiphysics对PVDF薄膜分别在热、力、电场以及在热-力载荷和热-力-电载荷下的耦合行为进行了仿真。结果表明：单独作用下对PVDF薄膜的应变和电势影响最大的是力载荷和热载荷,而电载荷的影响最小,但是当电载荷与其他载荷发生耦合时,会使应变和电势响应变得复杂。对于四边固支的PVDF薄膜,在有均布力载荷的情况下,其应变主要发生在圆心处,而它的最大电势在半径的1/2处。在热-力耦合情况下文章分别用ANSYS和COMSOL Multiphysics对其仿真,结果基本一致,表明本文采取方法可靠。文章还对PVDF薄膜的频率响应做了实验,结果表明PVDF薄膜在检测低频信号方面具有优异的表现。