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不对称电极介电弹性体的电致动响应与有限元分析
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB381[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]郑州轻工业学院机电工程学院,郑州450002, [2]南京航空航天大学能源动力学院,南京210016, [3]郑州轻工业学院材料与化学工程学院,郑州450002
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2014CB239600); 国家自然科学基金资助项目(21471046); 河南省高校科技创新人才支持计划资助项目(16HASTIT048)
中文摘要:

以DowCorning 186硅橡胶为介电弹性体(DE)基底膜,以精细Ag纳米颗粒和导电石墨掺杂的硅橡胶为电极,组装了不对称DE电致动膜。两电极膜存在显著的力学性能、导电性能差异,其厚度、模量、面电阻分别为96.8μm、26.6MPa、8.42kΩ/cm~2和179.3μm、32.6MPa、3.87kΩ/cm~2。导入4kV、2Hz、25%占空比的激励信号,不对称DE膜发生上下振动,中心偏离平衡位置的最大振幅为3.6mm,偏离角为17.4°。利用激光位移传感器研究了偏振位移与驱动电压、频率之间的关系,结果表明,偏振位移随驱动电压的增加而增加,随激励频率的增加而减小。同时利用ANSYS模拟了不对称DE泵膜的应力输出、功率、流量,计算结果可为研制新型智能可控微泵提供实验数据和研究基础。

英文摘要:

Dielectric elastomers(DE)actuator with asymmetric electrodes is assembled,where DowCorning 186 silicone rubber is acted as the dielectric elastomer substrate,and silicone elastomers of 184 doped by Ag nanoparticles and conductive graphite are used to fabricate the asymmetric electrodes.There exist evident difference between the mechanical and conductive properties,and the corresponding electrode film thicknesses,moduli,surface resistance are 96.8μm,26.6 MPa,8.42kΩ/cm~2 and 179.3μm,32.6 MPa,3.87kΩ/cm~2,respectively.Under the excitation signal of 4kV voltage,2Hz frequency,and 25% duty cycle,the largest amplitude deviation from the equilibrium position of the asymmetric DE membrane is 3.6mm,and the deviation angle is 17.4°.The relationship among the excited displacement,driving voltage and the frequency are studied by using a laser displacement sensor.The results show that the excited displacement increases with the driving voltage,and decreases with the increase of frequency.Meanwhile,ANSYS software is used to simulate the outputted stress,power,and flow of the asymmetric DE pump,and the calculation results can provide experimental data and research foundations for developing a new intelligent controllable micropump.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166