戴丰加
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祁新梅
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郑寿森
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熊谌飞
材料科学与工程学报
电活性聚合物(EAP)在外电场作用下变形大且物性与动物肌肉类似,在需要轻型、微型、柔性及仿生机器驱动和传感的领域具有极大的应用潜力,形成了一个崭新的多学科交叉研究领域.绝缘弹胶物(DE)是EAP的一种,本文综合介绍绝缘弹胶物在电场驱动下响应的基本原理和特性,介绍可能的应用领域,介绍JPL和SRI等几大主要的研究机构的研究方向、研究现状和研究成果,如直线驱动器、弯曲辊二自由度驱动器、微型六腿机器人、泵、阀门、螺旋及叠片式驱动器和MEMS等,最后总结了目前存在的问题和未来的研究趋势.
关键词:
电活性聚合物EAP
,
绝缘弹胶物DE
,
传感器
,
驱动器
,
丙烯酸聚合物薄膜
祁新梅
,
宗志坚
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郑寿森
高分子材料科学与工程
应用Mooney-Rivlin、Yeoh和Ogden应变能模型研究DE材料驱动建模。首先根据单轴拉伸实验数据,分析文献中的材料常数和本文DE材料的适合程度,发现文献中的材料常数均不适合本试验中的绝缘弹胶物（DE）材料变形特性;进一步根据试验数据及理论模型回归分析求出适合本试验变形范围内的DE材料的材料常数。结果表明,Mooney-Rivlin模型不能很好地反映非线性特征,Yeoh和4参数及6参数的Ogden模型均能反映DE材料的非线性特征。
关键词:
电活性聚合物
,
绝缘弹胶物
,
类天然肌肉
,
应变能模型
祁新梅
,
郑寿森
,
戴丰加
高分子材料科学与工程
电活性聚合物是一类接近动物皮肤的驱动材料,在微小型机电系统、仿生机器人、柔性装置、功能结构等方面具有很大的应用潜力.绝缘弹性薄膜是其中的一类,驱动特性为大应变、低应力、快响应和高效率.文中从绝缘弹性薄膜HN1110的单向拉伸实验获取的实验数据,回归出材料特性参数;然后在平面双向预拉伸后进行高压驱动试验,获得基本的机电驱动特性数据;最后利用Mooney-Rivlin,Yeoh 和Ogden三种模型研究其机电响应特性,依据试验结果对三种模型在变形范围、预拉伸量和模型特性等方面进行了分析和评价.
关键词:
智能材料
,
驱动
,
电活化聚合物
,
绝缘弹性体
,
人造肌肤
祁新梅
,
宗志坚
,
郑寿森
高分子材料科学与工程
利用前期工作由单轴拉伸实验获取并验证的材料常数,进一步研究Mooney-Rivlin、Ogden和Yeoh三种应变能模型在绝缘弹胶物（DE）材料的平面机电响应建模。根据实际试验中的平面双向预拉伸、两面加电场的边界条件,确定机电驱动模型,根据在一系列预拉伸值下进行的系列平面机电驱动试验,研究材料常数的合理性和机电驱动模型的可行性。研究结果表明,4参数、6参数的Ogden模型及Yeoh模型均可反映DE材料的机电响应特性;模型参数合理可行;Mooney-Rivlin模型不适合DE材料的机电驱动。
关键词:
电活化聚合物
,
绝缘弹胶物
,
类天然肌肉
,
机电驱动
,
应变能模型
