柔性液态金属剪切力传感器

作     者：刘英君 张晟泓 吴洁 龚晓波 LIU Yingjun;ZHANG Shenghong;WU Jie;GONG Xiaobo

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 

基　　金：国家自然科学基金(12072198) 上海交通大学医工交叉基金(YG2022ZD004) 

出 版 物：《力学季刊》 (Chinese Quarterly of Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      码：411-418页

摘      要：使用柔性微管液态金属传感器作为应力测量元件,设计制作了一种剪切力传感器.剪切力传感器由弹性聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)杆件、支撑垫片和柔性微管传感器组成.探讨了剪切力传感器的工作原理以及测量元件的传感机制.弹性PDMS杆件受到剪切力作用后变形,使用剪切力传感器对杆件的剪切角进行测量,并将测量结果与灰度重心法测得的参考值进行对比,系统分析了装配间隙δ、微管布置距离L对测量精度的影响.结果表明:当以弹性PDMS杆件为变形体时,剪切力传感器可在0.004 7~0.038 rad的转角范围内进行有效测量;测量误差随着装配间隙δ的增大而增大,随着微管布置距离L增大而减小.所设计剪切力传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,为剪切力的测量提供了一种新的工具.

主 题 词：液态金属 柔性传感器 剪切力 

学科分类：08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.15959/j.cnki.0254-0053.2024.02.011

馆 藏 号：203128243...