介電彈性體球殼-柱殼的響應與動力穩(wěn)定性分析.pdf

1、介電彈性體具有電致變形大、響應快、環(huán)境適應性強及仿生性能優(yōu)異等優(yōu)點，被認為是制造柔性機械的理想材料。介電彈性體結構在應用時容易發(fā)生失效，然而當前的失效研究工作主要集中在靜態(tài)和準靜態(tài)情形，其結果通常不能用于動態(tài)模式情形。本文基于此研究了介電彈性體球殼和柱殼在力電載荷下的響應與動力穩(wěn)定性。
　　對介電彈性體球殼，首先據虛功原理建立電壓及壓力作用下關于伸長比的動力學方程，其中系統自由能由Mooney-Rivlin彈性應變能與靜電能組成。

2、然后數值分析了球殼的動力學響應，并通過系統首次積分解析給出穩(wěn)態(tài)響應峰值與電壓/壓力的關系曲線，其與靜態(tài)平衡曲線的交點決定了失穩(wěn)的臨界電壓川缶界壓力。詳細討論了不同情形下的介電彈性體球殼的動力不穩(wěn)定。研究表明:給定任意電壓，材料參數存在某閾值，當超過該值后系統始終保持穩(wěn)定;對于任意非零壓力值，存在類似材料參數閾值;而當壓力恰為零時，則始終存在臨界電壓值，超過該值則系統動力不穩(wěn)定;預拉伸能提高系統的動力穩(wěn)定域。
　　對介電彈性體柱殼，