1. 毕业设计(论文)主要内容:
IPMC复合材料与结构由离子聚合物材料和金属电极两部分构成,是一种典型的软材料,在较低电压下可以实现较大的变形。IPMC作为智能材料与传统压电材料相比,其显著优势在于类生物肌肉的柔软性、体积小质量轻、响应快寿命长,在未来仿生机器人、智能穿戴系统、集成MEMS、智能传感-驱动-俘能系统等方面有广阔应用前景。本课题将设计一种具有弯曲变形的IPMC梁式结构的作动器模型,采用力-电-化全耦合模型(Electro-chemo-mechanical coupling model)理论研究IPMC作动器在驱动电压作用下的宏观力学响应。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
主要任务:本课题要求学生熟悉全耦合的力-电-化模型的物理意义,熟练掌握经典梁方程的推导过程,学会用COMSOL软件PDE模块模拟IPMC梁的弯曲变形。在此基础上导出IPMC梁式作动器的基本方程、理论计算IPMC作动器的力学响应,与用COMSOL软件模拟结果进行比较和校核。
要求:
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第一周:文献调研
第二周:文献学习与翻译
第三周:完成开题报告
4. 主要参考文献
1、 F. Carpi,Electromechanically active polymers, 2015, Springer Refereence. Section II
2、 T. Stalbaum, et. al., Physics-based modeling of mechano-electric transduction of tube-shaped ionic polymer-metal composite, 2015, J. Appl. Phys., 117:114903.
3、 S. Nemat-Nasser, J.Y. Li, Electromechanical response of ionic polymer-metal composites, 2000, J. Appl. Phys. 87:372343.
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