介电型电活性聚合物圆柱驱动器特性

作     者：罗华安 王化明 游有鹏 朱银龙 杨位东 LUO Huaan;WANG Huaming;YOU Youpeng;ZHU Yinlong;YANG Weidong

作者机构：南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 南京信息职业技术学院机电学院南京210023 南京林业大学机械电子工程学院南京210037 

基　　金：国家自然科学基金(51305209) 江苏省自然科学基金(BK2011735 BK20130979) 南京航空航天大学基本科研业务费(NS2014047)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2014年第50卷第19期

页      码：80-87页

摘      要：介电型电活性聚合物(Electroactive polymer,EAP)驱动器的动、静态特性是其合理使用及优化设计的重要依据。构建圆柱形驱动器几何模型描述其几何变形,结合EAP膜机电耦合方程推导驱动器轴向线性运动的动力学方程。驱动器的电压-位移数值计算结果显示内外层EAP膜柔性电极涂覆方式会影响驱动器位移。基于驱动器的电压位移关系,对其主要失效形式进行讨论。将基于neo-Hookean弹簧的1个时间常数黏弹性模型修正为具有2个时间常数的模型,并将2种模型运用于阶跃和周期电压激励下的驱动器动态响应研究。理论计算与试验结果的对比分析表明,2个时间常数的黏弹性模型对驱动器的动态位移描述更为准确。在周期激励电压下,提高频率会显著减小驱动器位移幅值,驱动器的 激励死区 会减小其振动中心偏移及振动幅度。

主 题 词：电活性聚合物 圆柱驱动器 动态响应 电压激励 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2014.19.080

馆 藏 号：203107400...