介电弹性体卷形发电机设计及参数优化
发布时间：2021-08-20 08:50
介电弹性体（DE-Dielectric Elastomer）具有大变形、高比能量密度、高转换效率等特点,特别适合应用在可再生能源发电等领域,用来构造形式多样、成本低廉的介电弹性体发电机（DEG-Dielectric Elastomer Generator）。本文对一种新型结构的DEG进行了研究,即DE卷形发电机。其主要研究内容及结论概括如下:（1）DE卷形发电机的结构、特征以及发电性能影响因素研究。通过借鉴DE卷形驱动器的结构,设计了一种DE卷形发电机样机,使用推杆电机提供外力拉伸进行试验研究。研究了影响其发电性能的因素,包括:电极材料、电极的涂覆面积、预拉伸、弹簧系数、固定块尺寸。该DE卷形发电机的特征有两点:一是使用了一种新型的拉伸方式-纯剪切方式;二是通过自身结构中的弹簧实现DE膜的预拉伸。（2）在对DE卷形发电机发电性能影响因素研究的基础上,重点对其中的关键因素-电极材料进行了深入研究。首先对导电膏、碳粉电极、导电橡胶、碳纳米管、水凝胶以及石墨烯等柔性电极材料进行了性能对比测试,之后对柔性电极材料的涂覆方式及涂覆标准,包括:预拉伸率、涂覆面积等进行了研究,获得了适合DE卷形发电...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锥型驱动器??
?Ｗ?１，?＾？？ｌ??图１．２圆柱形驱动器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人对卷筒式的ＤＥＡ进行了制作、分析和试验，并制作了??多层卷筒ＤＥＡ，如图１．３所示，为卷筒式ＤＥＡ的制作装置。其ＤＥＡ最大应变??可以达到１２％、应变次数可达３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??图１．３?ＤＥＡ制备装置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一种ＤＥ平行四边形发电机，并建立了该机构??的发电模型，如图１．４所示。其机构发电性能如图１．５所示，图⑷是激活电压为??１００Ｖ时的电压随时间的变化曲线，图（ｂ）是激活电压为６１７Ｖ时，电压随时间的??变化曲线。从图中可以看出该机构的输出电压在激活电压为１００Ｖ时最高为？??７５０Ｖ，激活电压为６１７Ｖ时最高为４０１０．５Ｖ。并指出该装置更适用于一些需要摆??动或旋转的运动场合。??３??
图１．２圆柱形驱动器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人对卷筒式的ＤＥＡ进行了制作、分析和试验，并制作了??多层卷筒ＤＥＡ，如图１．３所示，为卷筒式ＤＥＡ的制作装置。其ＤＥＡ最大应变??可以达到１２％、应变次数可达３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??图１．３?ＤＥＡ制备装置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一种ＤＥ平行四边形发电机，并建立了该机构??的发电模型，如图１．４所示。其机构发电性能如图１．５所示，图⑷是激活电压为??１００Ｖ时的电压随时间的变化曲线，图（ｂ）是激活电压为６１７Ｖ时，电压随时间的??变化曲线。从图中可以看出该机构的输出电压在激活电压为１００Ｖ时最高为？??７５０Ｖ，激活电压为６１７Ｖ时最高为４０１０．５Ｖ。并指出该装置更适用于一些需要摆??动或旋转的运动场合。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]引信气流激振压电发电机结构参数影响分析[J]. 邹华杰,张江华,陈荷娟,王泽平. 兵工学报. 2017(10)
[2]不对称电极介电弹性体的电致动响应与有限元分析[J]. 陈鹿民,王晨,王才东,史波,郭东杰. 功能材料. 2017(06)
[3]介电型电活性聚合物圆柱形驱动器的驱动效率[J]. 罗华安,王化明,朱银龙,左方睿,汪洋. 光学精密工程. 2016(08)
[4]单轴预拉伸下电致应变智能材料介电弹性体驱动器机电稳定性分析[J]. 樊亚玲,杨宏亮. 材料开发与应用. 2016(03)
[5]等双轴预拉伸下介电弹性体驱动器力电稳定性分析[J]. 樊亚玲,杨宏亮. 金属功能材料. 2016(02)
[6]弯曲型介电型电活性聚合物驱动器的建模研究[J]. 黄青云,王化明,朱银龙,杨位东. 压电与声光. 2016(01)
[7]基于电活性聚合物薄膜柔性器件的触觉传感特性[J]. 张冬至,童俊,刘哲,夏伯锴. 光学精密工程. 2014(08)
[8]介电弹性材料驱动器的力电耦合机理及稳定性研究[J]. 李博,陈花玲. 机械工程学报. 2014(11)
[9]超弹性膜的等轴拉伸试验方法及仿真[J]. 罗华安,王化明,游有鹏. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[10]锥型介电弹性体驱动器的性能研究[J]. 叶克贝,朱剑英,王化明. 机械制造与自动化. 2009(01)
硕士论文
[1]介电弹性体发电机机电转换效率研究[D]. 金丽丽.兰州交通大学 2016
本文编号：3353199
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锥型驱动器??
?Ｗ?１，?＾？？ｌ??图１．２圆柱形驱动器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人对卷筒式的ＤＥＡ进行了制作、分析和试验，并制作了??多层卷筒ＤＥＡ，如图１．３所示，为卷筒式ＤＥＡ的制作装置。其ＤＥＡ最大应变??可以达到１２％、应变次数可达３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??图１．３?ＤＥＡ制备装置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一种ＤＥ平行四边形发电机，并建立了该机构??的发电模型，如图１．４所示。其机构发电性能如图１．５所示，图⑷是激活电压为??１００Ｖ时的电压随时间的变化曲线，图（ｂ）是激活电压为６１７Ｖ时，电压随时间的??变化曲线。从图中可以看出该机构的输出电压在激活电压为１００Ｖ时最高为？??７５０Ｖ，激活电压为６１７Ｖ时最高为４０１０．５Ｖ。并指出该装置更适用于一些需要摆??动或旋转的运动场合。??３??
图１．２圆柱形驱动器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人对卷筒式的ＤＥＡ进行了制作、分析和试验，并制作了??多层卷筒ＤＥＡ，如图１．３所示，为卷筒式ＤＥＡ的制作装置。其ＤＥＡ最大应变??可以达到１２％、应变次数可达３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??图１．３?ＤＥＡ制备装置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一种ＤＥ平行四边形发电机，并建立了该机构??的发电模型，如图１．４所示。其机构发电性能如图１．５所示，图⑷是激活电压为??１００Ｖ时的电压随时间的变化曲线，图（ｂ）是激活电压为６１７Ｖ时，电压随时间的??变化曲线。从图中可以看出该机构的输出电压在激活电压为１００Ｖ时最高为？??７５０Ｖ，激活电压为６１７Ｖ时最高为４０１０．５Ｖ。并指出该装置更适用于一些需要摆??动或旋转的运动场合。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]引信气流激振压电发电机结构参数影响分析[J]. 邹华杰,张江华,陈荷娟,王泽平. 兵工学报. 2017(10)
[2]不对称电极介电弹性体的电致动响应与有限元分析[J]. 陈鹿民,王晨,王才东,史波,郭东杰. 功能材料. 2017(06)
[3]介电型电活性聚合物圆柱形驱动器的驱动效率[J]. 罗华安,王化明,朱银龙,左方睿,汪洋. 光学精密工程. 2016(08)
[4]单轴预拉伸下电致应变智能材料介电弹性体驱动器机电稳定性分析[J]. 樊亚玲,杨宏亮. 材料开发与应用. 2016(03)
[5]等双轴预拉伸下介电弹性体驱动器力电稳定性分析[J]. 樊亚玲,杨宏亮. 金属功能材料. 2016(02)
[6]弯曲型介电型电活性聚合物驱动器的建模研究[J]. 黄青云,王化明,朱银龙,杨位东. 压电与声光. 2016(01)
[7]基于电活性聚合物薄膜柔性器件的触觉传感特性[J]. 张冬至,童俊,刘哲,夏伯锴. 光学精密工程. 2014(08)
[8]介电弹性材料驱动器的力电耦合机理及稳定性研究[J]. 李博,陈花玲. 机械工程学报. 2014(11)
[9]超弹性膜的等轴拉伸试验方法及仿真[J]. 罗华安,王化明,游有鹏. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[10]锥型介电弹性体驱动器的性能研究[J]. 叶克贝,朱剑英,王化明. 机械制造与自动化. 2009(01)
硕士论文
[1]介电弹性体发电机机电转换效率研究[D]. 金丽丽.兰州交通大学 2016
本文编号：3353199
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3353199.html
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