摘要：介电弹性体具有结构紧凑、形变量大、响应速度快及易集成等特点,为了降低驱动电压,将介电弹性体应用于液体透镜中,采用介电弹性体和透镜薄膜分离结构,建立了介电弹性体主动薄膜变形、透镜薄膜变形以及液体透镜焦距的数学模型。仿真结果表明,当初始液体压力为500 Pa、驱动电压为1000 V时,液体透镜的变焦范围为15.13~22.80 mm,焦距增加了为51%。分析了介电弹性体的杨氏模量、残余应力、初始厚度及半径对液体透镜焦距的影响,结果表明,同等增加倍率下,介电弹性体的初始厚度对液体透镜焦距的影响最大,其次为残余应力,该研究结果可为优化设计介电弹性体驱动的液体透镜提供参考。

摘要：介电弹性体(dielectric elastomers,DE)是制造智能主动驱动器最有潜力的电致活性聚合物(electroactive polymer,EAP)材料.在介电弹性体薄膜2个相对表面均匀涂覆柔性电极,施加电压后,由于静电力作用,介电弹性体薄膜沿电压施加的方向收缩,而在垂直于电压施加的方向扩展延伸.介电弹性体薄膜厚度变小导致施加在薄膜上的电场更高,当施加的电场超过其临界电场时,介电弹性体薄膜被击穿,驱动器失稳.本文基于非线性场机电耦合理论的介电弹性体稳定性分析方法,应用含有2个材料常数的弹性应变能函数模型对介电弹性体进行稳定性分析.得到材料常数比k值越大,对应的介电弹性体材料或驱动器的稳定性越高,它可以指导介电弹性体驱动器的设计.最后,把这种方法推广到应用多个材料常数的弹性应变能函数分析介电弹性体稳定性.

摘要：为研究介电弹性体(DE)换能器在纯剪切拉伸模式下的发电特性,利用弹簧制作了具有预拉伸特性的DE卷形换能器,并结合Neo-Hooken模型建立了DE卷形换能器在纯剪切拉伸模式下的机电耦合数学模型,运用Matlab/Simulink软件建立了DE卷形换能器的纯剪切发电仿真模型,对DE卷形换能器的发电特性及不同弹簧系数对其发电特性的影响进行了仿真。对DE卷形换能器进行了实验,并与仿真结果对比。仿真与实验结果表明,DE卷形换能器发电特性优于一般拉伸模式换能器;在相同的拉伸条件及初始电压下,在预拉伸限制范围内,弹簧弹性系数越大其发电特性越好。

摘要：介电弹性体是一类响应于外加电场而产生形变的智能高分子材料.因为其柔顺性、快速响应性和可寻址性,介电弹性体及其驱动器被视为一种具有广阔应用前景的人工肌肉技术.分子设计在各个尺度影响介电弹性体的性能:分子结构改变材料在电场下的极化能力,聚合物网络结构设计影响材料在力电耦合过程中的变形能力,影响器件制造的加工方式.本文结合本课题组在该领域的研究,从分子、材料和器件三个层次综述介电弹性体的设计原则.

摘要：介电弹性体作为一种新型的电活性高分子聚合物,当受到电场的激励时会产生变形,撤销电场后能够恢复原状,具有将电能直接转换为机械能的特点。通过将其设计成具有不同结构的致动器,能够提高变形能力,并且满足不同的应用需求。本文介绍了介电弹性体致动器的致动机理,阐明了它们是能够以直线方式产生运动的线性致动器,在此基础上可设计出不同结构的致动器,主要归纳了各种介电弹性体致动器,从它们的性能特征、加工技术和潜在应用等方面进行了讨论。

摘要：应用多材料常数的Ogden弹性应变能函数分析了介电弹性体的力学行为,研究了介电弹性体的机电稳定性.数值结果表明,通过对材料系数(如材料常数比和电致伸缩系数等)的恰当调节可以使得介电弹性体材料或介电弹性体结构更趋稳定.这些有益于深入理解介电弹性体的机电稳定性行为,进而设计恰当的介电弹性体器件.

摘要：为了获得一种结构紧凑的介电弹性体驱动器,以VHB4910为驱动材料,设计、实现了圆柱形驱动器.通过对比试验得到的驱动器(有效长度为45 mm)最大能够产生8.5 mm的位移,有效区仲长应变达到18.89%.采用Yeoh超弹性模型对驱动器进行有限元仿真,得到驱动器的输出位移为6.24mm.仿真与试验结果较吻合,文中分析了仿真与试验结果之间产生差别的原因.网柱形介电弹性体驱动器的研究可为该类驱动器的设计、分析与应用提供指导.

摘要：无阀微泵原理新颖,但压电式无阀微泵工艺复杂。介电弹性体是具有大变形的智能材料,采用图像处理的方法对其变形特性做了测试,并利用其特殊性能研制了介电弹性体无阀微泵。从流道设计、尺寸、流量和效率3个方面研究了介电弹性体无阀微泵,得到流量为142.12 m L/min,效率为0.738的介电弹性体无阀微泵。其特点是原理新颖、结构简单、流量和效率理想。

摘要：介电弹性体(dielectric elastomer)是电活性聚合物智能材料的一种,在外加电场作用下,可产生多种形式的响应.在驱动柔性透镜的变焦方面,相对于传统的机械操控变焦方法显示出独特的优势.针对一款在电压激励下可高效调节焦距的介电弹性体仿人眼变焦透镜,该透镜由上下两层介电弹性薄膜和固定框架构成,并在封闭腔内充入盐水,上层薄膜涂覆环形柔性电极.在电压激励下,上层膜发生变形,由于盐水的体积保持恒定,引起下层膜随之变形,使得透镜的焦距发生改变.采用neo-Hookean模型,利用变分原理导出了该透镜的控制方程、边界条件和连续条件.利用打靶法求解了该非线性问题并高效地处理了非线性问题的界面连续条件.理论分析结果与实验结果相吻合.利用此模型开展了广泛的参数分析,研究表明,透镜的几何形状、初始焦距、介电弹性体薄膜的预拉伸率、涂覆的电极面积、材料的剪切模量等对透镜焦距的调节性能都有重要的影响.所建立的理论分析模型可为柔性仿生透镜的设计和参数优化提供有效的分析方法.

摘要：介电弹性体是一类在外加电场激励下可以发生形变，进行能量转换的新型纺织材料，属于电活性聚合物，电活性聚合物有电子型和离子型之分。介电弹性体在柔性驱动器的设计研究中有很广阔的应用前景，但是目前还存在很多技术难点，在弹性体基体材料构成、柔性电极材料优化，能量收集等方面仍然需更深入的研究。本文在明晰了介电弹性体的工作原理及分类后，对其在电极、预拉伸、温度和能量收集等方面进行了归纳总结，并对其应用前景进行了展望。