本文關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料 傳感模型 離子聚合物金屬復(fù)合材料 不可逆熱力學(xué) 大撓度　出處：《機械設(shè)計與制造》2017年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：基于不可逆熱力學(xué)和薄板大撓度理論建立了大撓度狀態(tài)下的IPMC的傳感模型。即以不可逆熱力學(xué)理論為基礎(chǔ),描述了IPMC的離子輸運內(nèi)在機理,以及離子運動與電場及濃度差之間的關(guān)系,并考察了IPMC內(nèi)部的離子運動形式,建立電場與內(nèi)部壓力差之間的關(guān)系;同時通過分析受外載荷作用后發(fā)生大撓度情況下壓力與撓度之間的關(guān)系,建立IPMC在大撓度時曲率與兩金屬膜之間形成的電勢差之間的關(guān)系,即給出了大撓度狀態(tài)下IPMC的傳感性能模型,并分析了IPMC輸出電壓的影響因素。將模型仿真值與實驗結(jié)果進行對比,誤差在25%以內(nèi),說明建立的傳感模型能夠較好的預(yù)測大撓度狀態(tài)下IPMC受載后的輸出電壓。研究結(jié)果也表明環(huán)境因素對IPMC傳感性能的影響很大,在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。
[Abstract]:Based on the theory of irreversible thermodynamics and large deflection of thin plate, the sensing model of IPMC in large deflection state is established. Based on the theory of irreversible thermodynamics, the intrinsic mechanism of ion transport in IPMC is described. The relationship between ion movement and the difference of electric field and concentration is also discussed. The relationship between electric field and internal pressure difference is established by investigating the form of ion movement in IPMC. At the same time, the relationship between the curvature of IPMC and the electric potential difference between the two metal films is established by analyzing the relationship between the pressure and the deflection under the condition of large deflection after the external load, and the relationship between the curvature and the potential difference between the two metal films is established under the condition of large deflection. In this paper, the sensing performance model of IPMC under the condition of large deflection is given, and the factors influencing the output voltage of IPMC are analyzed. Compared with the experimental results, the error of the model is less than 25%. The results show that the sensor model can predict the output voltage of IPMC under large deflection. The results also show that the environmental factors have a great influence on the sensing performance of IPMC, which limits its application to a certain extent.
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)機械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點實驗室;南京工業(yè)大學(xué)數(shù)理學(xué)院;南京理工大學(xué)發(fā)射動力學(xué)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(11372132)
【分類號】：TB333

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本文編號：1530071