介電型EAP柔性運動單元特性分析.pdf

1、本文以介電型EAP柔性單元為研究對象，對其動力學(xué)進行建模分析，為其今后在仿生領(lǐng)域的應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)。結(jié)合介電型EAP的超彈性本構(gòu)方程，對介電型EAP柔性單元進行靜力分析，得到了彈簧剛度設(shè)計的計算方法，可用于彈簧剛度參數(shù)的選擇。利用幾何精確梁理論（GEBT），結(jié)合旋量描述法，建立了介電型EAP柔性單元的連續(xù)性運動學(xué)模型；并利用旋量形式的牛頓-歐拉方程，推導(dǎo)了其正向動力學(xué)方程。結(jié)合介電型EAP的粘彈性機電耦合方程，分析了其在MATLAB中運

2、動數(shù)值仿真的流程及邊值條件；其微分方程在MATLAB中用有限差分法進行數(shù)值求解。利用介電型EAP柔性單元，構(gòu)建了一種可移動的運動單元。將柔性單元所受的外力及慣性力均等效到頭部截面的坐標(biāo)系中，建立了其移動動力學(xué)方程。利用拉格朗日方程，推導(dǎo)了該運動單元車輪的動力學(xué)方程。通過仿真得到了柔性單元伸縮模型在階躍電壓、正弦電壓、斜坡電壓下的動態(tài)響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，通電頻率為3Hz時，柔性單元具有最大響應(yīng)位移15.5mm。根據(jù)采集到的柔性單元上的實際