用于仿生推進(jìn)的高分子聚合物(IPMC)電響應(yīng)的仿真方法.pdf

1、螺旋槳作為一種發(fā)展已經(jīng)比較完善的剛性推進(jìn)方式，仍然存在一些不可克服的弊端。在尋求比螺旋槳更優(yōu)越的推進(jìn)方式時(shí)，聯(lián)想到魚的游動(dòng)是通過自己身體的擺動(dòng)，新型的驅(qū)動(dòng)器材料應(yīng)該具備柔軟、能耗小等特點(diǎn)。作為人工肌肉的離子導(dǎo)電性高分子聚合物材料引起了注意，如果能以它作為驅(qū)動(dòng)器的材料將使現(xiàn)有的剛性驅(qū)動(dòng)方式完全改觀。 本文的主要研究內(nèi)容就是探索建立離子導(dǎo)電性高分子聚合物在電刺激下響應(yīng)行為的仿真方法。離子導(dǎo)電性高分子聚合物是目前在國際上受到了廣泛關(guān)注

2、的一類新型復(fù)合材料。 本文首先介紹了離子導(dǎo)電性高分子聚合物的構(gòu)成、性能特點(diǎn)、致動(dòng)機(jī)理和用途，回顧了各國研究者在材料行為仿真方面建立的多種計(jì)算模型。然后基于對(duì)離子導(dǎo)電性高分子聚合物性能的理解和對(duì)數(shù)據(jù)的分析，選擇了利用通用有限元軟件ANSYS材料庫中包含的壓電陶瓷來模擬離子導(dǎo)電性高分子聚合物的變形行為。從壓電陶瓷的計(jì)算模式中抽象出具有通用性的理論公式，尋找離子導(dǎo)電性高分子聚合物相應(yīng)的等價(jià)材料參數(shù)，找出了等價(jià)材料參數(shù)的確定方法，建立了