摘要：介电弹性体(Dielectric Elastomer,DE)具有显著的电致变形效应,刚度无法调控是制约其应用的关键瓶颈问题。本文将具有电致变模量特性的电流变弹性体(Electrorheological Elastomer,ERE)与商用介电弹性体VHB4910层叠复合,并涂覆柔性电极,制备介电流变弹性体(Dielectric Electrorheological Elastomer,DERE)。设计电致变形和电致变模量测试系统,对DERE和VHB4910的电致变形行为和电流变效应进行测试。实验结果表明,DERE的电致变形效应较VHB4910提升了20倍,且具有显著的电流变效应:在3kV/mm电场下,其剪切储能模量较零场下增长了11%。介电流变弹性体兼具电致变形及电致变模量效应,可用于开发变形-变刚度一体化软体驱动器。

摘要：为了对不同拉伸比以及拉伸模式下的薄膜力电性能进行试验验证,设计制作了可实现单双轴拉伸的拉伸机,同时搭建了电致变形检测试验台采用机器视觉的方法进行电致变形面积的检测。利用Arduino和EMCO高压模块进行电压加载,通过CMOS相机进行电致变形图像俘获,实验证明,该试验台可以满足介电弹性体薄膜力电性能的测试。

摘要：选择超弹体聚丙烯酸酯类介电薄膜(HEPDF)材料作为抓握机构的驱动仿生肌肉,通过预拉伸工艺制备仿生薄膜,提高电致变形性能,实现力电耦合抓取功能。通过单轴拉伸试验,获取不同应变速率下HEPDF薄膜的应力-应变曲线,拟合得到超弹薄膜的OGDEN本构模型参数,得到最优应变速率为0.094 s^(-1),通过搭建的电致变形试验平台,测试HEPDF薄膜力电耦合性能,结果表明原始薄膜的面积变化率不足5%,单轴拉伸的HEPDF薄膜的电致形变面积在20%以内,而双轴拉伸的电致变形面积可300%以上,拉伸比λ=4时的预拉伸HEPDF具有最优的电致变形性能,驱动电压可以降到4.3 kV,可以作为柔性抓手的驱动器仿生肌肉材料使用。

摘要：针对介电弹性体(DE)非线性、可逆性变形、拉伸模式和预拉伸率对电致变形影响复杂等方面的问题,对介电弹性体的机电耦合性能进行试验探究和数值模拟。首先对DE薄膜进行单轴拉伸试验,根据其应力⁃应变曲线,运用Matlab软件进行模型数据拟合,选定超弹性模型获得模型参数;然后基于DE电致变形的工作原理,推导其机电耦合本构方程,在不同拉伸模式和拉伸率下进行电致变形的数值仿真,分析讨论了材料拉伸模式和预拉伸率与电致变形的关系;最后进行DE薄膜稳定性分析,并绘制了材料的安全许用区域。结果表明,预拉伸可以显著降低驱动电压,提高电致变形面积,等双轴预拉伸薄膜的变形效果最好,同时在λ=4时薄膜对应驱动电压有最小值,为驱动器的设计提供了理论基础。

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：纳米碳材料聚合物复合结构驱动器因其出色的驱动变形性能而引起了广泛的关注。在文章中,我们制备了由石墨烯膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜组成的柔性双层薄膜驱动器。利用石墨烯的电热转换特性、聚合物的热膨胀性能、以及双层结构特征,该薄膜驱动器能在低电压和低的光照强度刺激下快速产生可逆的弯曲变形。我们进一步设计了由四个驱动器组成的仿生花,在光照下能够模仿花朵的展开。这为使用简单的方法构造柔性驱动器和设计仿生应用开辟了道路。

摘要：研究电场对TiO2/硅橡胶复合型介电弹性体动态粘弹性的影响。采用水解法制备无定形TiO2颗粒,以其为分散相,硅橡胶为基体制备复合型介电弹性体。电致变形测试表明,在20 kV/mm的电场强度条件下,该介电弹性体的电致变形量达46.9%。动态粘弹性测试结果表明,该介电弹性体在5 kV/mm下其储能模量较零场下增大18.1%。说明在电场作用下,TiO2/硅橡胶复合型介电弹性体的动态粘弹性变化不可忽略,在建立力电模型及器件设计时需予以考虑。