| 介电弹性体材料致动器的非线性动态行为研究 |
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| 作者姓名： | 盛俊杰 李树勇 张玉庆 陈花铃 |
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| 作者单位： | 1. 中国工程物理研究院总体工程研究所,绵阳,621900;2. 西安交通大学机械工程学院,西安710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(11402246)、中国工程物理研究院重点学科项目“计算固体力学”资助 |
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| 摘 要： | 介电弹性体材料(Dielectric Elastomer,简称DE),是制造柔性智能致动器最有潜力的电活性聚合物(Electroactive polymer,缩写EAP)材料之一,可在电压驱动下产生大幅度的厚度与面积变形,最大面积应变高达1600%.由于DE材料的固有阻尼特性,从而使其变形具有时间依赖性,因此动态变形中,其能量转换、宏观变形等特性也必然受到阻尼的影响.借助热力学自由能理论,考虑DE材料致动器面内动态变形过程中的惯性力和阻尼力,构建平面DE材料致动器的非线性动力学模型.研究了交变电载荷下DE系统的非线性动态特性,包括其幅频曲线、位移响应和相平面图.研究表明,存在阻尼的时候,DE系统的振动会随着时间的增加出现锁频现象,最后变成一种具有恒定振幅的振动.相平面图和Poincaré映射图研究表明,考虑阻尼后DE系统的稳态相平面图是一条闭合的曲线,其Poincaré映射点集是有限的,代表其产生周期性运动.研究成果为DE材料致动器在各种动态驱动器或传感器中的应用提供理论依据.
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| 关 键 词： | 介电弹性体材料 动态 阻尼 相平面 Poincaré映射 |
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