温度对介电弹性体材料致动器动态性能的影响  

Effect of Temperature on the Dynamic Performance of a Dielectric Elastomer Actuator

作　　者：盛俊杰[1] 张玉庆[1] 李树勇[1] 陈花铃 

机构地区：[1]中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900 [2]西安交通大学机械工程学院,西安710049 [3]机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049

出　　处：《四川理工学院学报（自然科学版）》2016年第4期16-20,共5页Journal of Sichuan University of Science & Engineering(Natural Science Edition)

基　　金：国家自然科学基金项目(11402246)

摘　　要：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。Dielectric elastomers（ DEs） have strong viscoelasticity. Because of their viscoelasticity,DEs are able to produce a large time dependent electromechanical deformation. In the current study,the Euler-Lagrange equation is used to characterize the influence of temperature on the dynamic electromechanical deformation by taking into account temperature dependent permittivity and elastic modulus of DE. Then,the numerical results are present to investigate the time-dependent dynamic performance,phase diagram,and Poincare＇map associated with the viscoelastic dissipative process. The dynamic response has strong temperature and frequency dependencies,which may guide the design of high-performance DE Actuator and the control of its dynamic deformation.

关 键 词：介电弹性体材料 动态性能 温度 

分 类 号：TB381[一般工业技术—材料科学与工程] TB122[理学—工程力学]