介電彈性體球殼-柱殼的響應(yīng)與動(dòng)力穩(wěn)定性分析.pdf

1、介電彈性體具有電致變形大、響應(yīng)快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)及仿生性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是制造柔性機(jī)械的理想材料。介電彈性體結(jié)構(gòu)在應(yīng)用時(shí)容易發(fā)生失效，然而當(dāng)前的失效研究工作主要集中在靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)情形，其結(jié)果通常不能用于動(dòng)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(yīng)與動(dòng)力穩(wěn)定性。
　　對(duì)介電彈性體球殼，首先據(jù)虛功原理建立電壓及壓力作用下關(guān)于伸長(zhǎng)比的動(dòng)力學(xué)方程，其中系統(tǒng)自由能由Mooney-Rivlin彈性應(yīng)變能與靜電能組成。

2、然后數(shù)值分析了球殼的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并通過(guò)系統(tǒng)首次積分解析給出穩(wěn)態(tài)響應(yīng)峰值與電壓/壓力的關(guān)系曲線，其與靜態(tài)平衡曲線的交點(diǎn)決定了失穩(wěn)的臨界電壓川缶界壓力。詳細(xì)討論了不同情形下的介電彈性體球殼的動(dòng)力不穩(wěn)定。研究表明:給定任意電壓，材料參數(shù)存在某閾值，當(dāng)超過(guò)該值后系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定;對(duì)于任意非零壓力值，存在類似材料參數(shù)閾值;而當(dāng)壓力恰為零時(shí)，則始終存在臨界電壓值，超過(guò)該值則系統(tǒng)動(dòng)力不穩(wěn)定;預(yù)拉伸能提高系統(tǒng)的動(dòng)力穩(wěn)定域。
　　對(duì)介電彈性體柱殼，