介电弹性材料驱动器的力电耦合机理及稳定性研究

发布时间：2018-11-08 20:51

【摘要】：正介电弹性体(Dielectric elastomer,DE)是一种具有广泛应用前景的新型功能材料,其特点是能够在外界的电激励下产生快速大变形的行为,因此可应用于各种智能驱动器结构中。鉴于目前对该材料的力电耦合性能缺乏深入的理论研究,导致实际应用中对于材料的失效规律难以掌握及控制,限制了其在工程中的推广和使用。因此,本文以DE材料为主要研究对象,着重分析其力电耦合下的机理和稳定性特性。本文首先对DE材料驱动器的变形机理进行了定性解释,然后通过热力学理论构建了材料在能量转化中的本构关系,通过Gent模型和极化模型,得到了DE材料驱动器的非线性控制方程,通过具体的理论模型,分析和讨论了DE材料在力电耦合中的吸合和突跳失稳行为。
[Abstract]:Orthoelectric elastomer (Dielectric elastomer,DE) is a new functional material with wide application prospect. It can produce fast and large deformation behavior under external electrical excitation, so it can be used in various intelligent driver structures. In view of the lack of deep theoretical research on the mechanical and electrical coupling properties of the material at present, it is difficult to master and control the failure law of the material in practical application, which limits its popularization and application in engineering. Therefore, the mechanism and stability of DE materials under electromechanical coupling are analyzed in this paper. In this paper, the deformation mechanism of DE material driver is explained qualitatively, then the constitutive relation of material in energy conversion is constructed by thermodynamic theory, and the Gent model and polarization model are used. The nonlinear governing equation of DE material driver is obtained. The mechanical and electrical coupling behavior of DE material is analyzed and discussed.
【作者单位】： 西安交通大学;
【分类号】：TB34;TH703

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本文编号：2319646