电致动驱动器的变形量研究

用红外光谱、扫描电镜表征了介电弹性体VHB4910 在不同预拉伸条件下的结构和形貌; 用能谱分析了柔性电极导电膏中元素的种类和数量; 在优化条件下由VHB4910和柔性电极制备了电致动驱动器,测试了其应变响应特性,并在柔性电极中加入0． 3% 的银粉进行相关对比实验． 研究表明: VHB4910 经等轴预拉伸后,材料表面更均匀,应变效果更好; 在加压5 kV 时,未添加银粉的柔性电极制作的电致动驱动器能产生更大变形量,为149． 8%,推测其与“量子隧道效应”有关．     

电致动聚合物驱动的无阀微泵的设计与制作

提出了一种由电致动聚合物材料(DE)驱动的平面扩散/收缩管无阂微泵.通过分析扩散/收缩管的角度、长度、最小宽度等关键参数对微泵性能的影响,对无阀微泵的结构进行了设计.基于UV-LIGA工艺,将DE泵膜和SU-8泵体键合制作了无阀微泵的模型,并对DE泵膜结构进行了实验研究,确定了合理的结构形式,实现了微泵的单向泵送.在3 500 V、8 Hz直流正弦电压的作用下,无阀微泵的流量最大,为21.2 μL/min,并且结构简单、易于密封、成本低.实验结果对电致动聚合物微泵进一步的科学研究和实际应用都具有较大的促进作用.     

温度对介电弹性体材料致动器动态性能的影响

介电弹性体材料(Dielectric Elastomer,简称DE)具有很强的粘弹性,由于DE材料的粘弹性具有时间依赖关系,从而使其应力-应变也具有时间依赖性,因此动态变形中,其能量转换、宏观变形等特性也必然受到粘弹性的影响。同时,DE的粘弹性和介电常数具有很强的温度依赖性。通过引入温度对介电常数、弹性模量和粘弹性松弛的影响,并结合DE的粘弹性力学模型和欧拉-拉格朗日方程,构建了不同环境温度场下的DE系统的动力学控制方程。最后,通过数值模拟,分析了温度对DE材料致动器动态性能的影响。研究结果能为DE致动器的结构设计和动态变形控制提供理论指导。     

离子聚合物金属复合材料电致动特性数值模拟

基于ANSYS参数化开发平台,通过编制龙格-库塔算法用户子程序求解离子浓度偏微分方程,采用温度场模型等效模拟水分子重新分布引起的机械变形,制定分析流程,对离子交换膜金属复合材料(IPMC)的电致动特性进行了数值模拟.研究了在外加电场作用下,Na 迁移运动规律与IPMC变形过程特征,通过结果比较证明了所提出方法的正确性.     

高密度硬磁盘用小型压电致动器

利用宽度弯曲振动模式,制成了平面分割电极型片状压电致动器,分析,测试了致动器的位移－驱动电压特性和谐振频率,典型结果是１２Ｖ驱动电压下可获得０．４６μｍ的位移量,谐振频率为１０．７ｋＨｚ,满足该指标的致动器可用于制作高密度硬磁盘磁头定位两级伺服系统的第２级精定位致动器。     

圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性

电场活化聚合物（Dielectric Elastomer,DE）具有优异的力学性能,在电场作用下应变可达100%以上.作为一种新型的致动器,它被广泛地应用于医疗设备、适应性光学仪器和机器人等领域.根据Tommasi等人研究DE薄膜稳定性的方法,本文着力分析了圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性,旨在方便、直接地指导致动器设计.基于简单的几何和材料假定,作者考虑了预拉伸、致动区尺寸和材料模型这些影响DE技术应用的重要因素,采用一种解析方法有效地描述了褶皱和吸合失稳,并对失稳机理做出了清晰的物理解释.作为结果,本文给出了不同预拉伸值时失稳的一系列临界参数,找到了满足不同需求的最优预拉伸值,并与实验比较吻合较好.     

超磁致伸缩微位移致动器的理论分析与设计

科学技术的快速发展使得机电设备越来越趋于微型化,为了在体积不足1cm^3的空间里达到精确测量,超磁致伸缩材料成为当下研究的热点。本文以J-A模型和磁-机效应法为依据,建立超磁致伸缩的磁机耦合模型,设计了以圆弧形超磁致伸缩薄片为核心部件的微型位移致动器。利用COMSOL Multiphysics仿真软件分析了当给予线圈电流密度为10^6A/m^2的驱动电流时,不同厚度的超磁致伸缩薄片模型,得到相应的应力张量图和磁致伸缩曲线。文中展示0.35mm厚度的铁镓合金辅以1mm厚度硅基底的致动器模型,并获得了较为理想的0.8μm输出位移量。将仿真与实验结果进行对比,证明了理论模型的准确性以及执行器结构的可行性。该微位移执行器具有体积小、响应快、精度高、便于集成等优点,在振动控制、微定位、机器人等领域有着广阔的应用前景。     

纳米致动器研究现状与工程应用的进展

纳米致动器是能够以0.1～100 nm 的步距驱动或移动被控对象的各种装置或器件.根据特征尺寸分为毫米尺度以上的宏机械纳米致动器、制作在芯片上的微米尺度纳米致动器及分子尺度的纳机械致动器,它们的共同特征是可以实现纳米级精度的机械驱动和定位.该文综述了纳米致动器国内外研究状况和主要研究成果,特别对近几年出现的典型的微机械纳米致动器的驱动机理进行了分析,讨论了纳米致动器在工程实际中的应用,指出了其发展的关键技术、存在问题及未来发展前景和趋势.     

含咪唑类聚合物的电化学合成及电致变色

本实验通过电化学方法研究合成了一种不同的新型共轭聚合物PM1,相应的单体通过Still偶联反应合成了聚合物单体M1,合成得到的聚合物,具有多色电致变色现象,合成得到的电致变色材料亦被详细的表征.循环伏安法和紫外-可见光谱法被用来揭示聚合物膜的光电性能.     

基于压电致动器的有限元分析

由于压电智能结构装置变得越来越复杂化和多样化,给智能结构的设计和优化分析带来困难．为了定量地分析影响执行器与结构材料之间变形传递关系的因素,使用有限元商业软件成为一种方便快捷的途径．使用专用的有限元软件建立单面粘贴压电元件悬臂梁的模型,通过计算分析粘接层和压电层性质(弹性性质和厚度)对执行器与结构材料之间变形传递关系的影响．     

Performance of Ion-gel Actuator Containing Ionic Liquids

1 Results Electroactive polymers (EAPs) driven by transducing electric energy into mechanical energy have been the subjects of recent interest[1].“Ionic liquids“,consisting entirely of cation and anion,have characteristic features such as negligible volatility,non-flammability,thermal and chemical stability,and high ionic conductivity.We proposed an EAP actuator utilizing ion-gels[2-3],which consist of ionic liquids and polymers,sandwiching with two carbon material sheets as shown in Fig.1.This electrol...     

萘衍生物的聚合膜结构及膜的pH响应

以电化学方法得到一系列的萘衍生物聚合膜。通过Ｘ－光电子能谱，反射红外光谱方法研究了聚（１－萘胺）的聚合形式。采用量子化学计算得到本文所研究的萘衍生物的电荷密度、分子总能量等电子结构参数。发现这些聚合物ｐＨ响应与其电子结构参数有一定的关系。     

时域介电谱及其慢响应的应用

简述介电谱领域的测量方法,重点介绍时域介电谱的描述方法及其应用,说明慢响应将成为研究物质中微观运动信息的有力手段。     

悬挑屋盖多模态和交叉项对风激动力响应影响

在已进行的悬挑屋盖脉动风模态位移自谱和互谱研究的基础上 ,重点分析了越南国家体育场屋盖前 10阶脉动风模态位移自谱响应、背景和共振风响应 ;研究多个模态特别是模态交叉项对风激动位移响应的影响 ,获得了上风向和下风向悬挑屋盖风激动力响应的规律     

外电场对材料电子结构的影响

导电聚合物材料因其具备的研究和应用价值而备受人们的关注,这类材料在光、电、磁等诸多领域已显示出其独特的优势,可在许多实际应用中取代传统的金属和非金属材料,导电聚合物因此而成为国际上材料研究和应用领域的一个热点.文中采用量子化学计算中的间略微分重叠哈密顿以及组态相互作用方法,通过对一段聚合物材料分子链在外电场作用下电子结构的变化、电荷转移行为等现象的研究,分析了影响其物理性质的因素,寻找了微观结构与宏观性质之间的相互联系,为材料的实际应用提供理论依据.     

误差补偿压电微位移作动器动态特性分析

分析了镗削主轴回转误差补偿压电微位移作动器（Piezoelectric Micro DisplacementAc-tuator,PMDA)动态特性中的机械特性,相位滞后特性和迟滞现象,从机构系统的角度分析了压电微位移作动器静动态特性的影响因素;得到了相位滞后的3个主要影响因素;基于非线性迟滞现象的本质分析,提出了非线性迟滞现象的一种广义模型。最后给出了压电微位移作动器在镗削主轴回转误差补偿中的应用,并且获得了良好效果。     

结构动力响应分析中接触——碰撞界面算法研究

阐述了工程结构动力响应分析中接触－－碰撞界面的处理算法的研究进展,并对对称罚函数法（Penalty method）进行了详细的讨论。以LS－DYNA3D中典型的接触界面算例给出对称罚函数类型接触界面在程序中的具体实现。寻找新的搜索方法是得到更好接触－－碰撞界面形式的关键。     

网络高聚物弹性体结构与力学性能相关性的研究

在ＩＮＳＴＲＯＮ１１８５型试验机上进行单向拉伸试验，得到了多重网络高聚物弹性体（可结晶炭黑填充硫化橡胶，简称ＣＣＶＲ）的应力应变实验数据，以所得的实验数据对大变形粘弹性分子理论进行了验证，结果表明理论与实验符合良好。