介電彈性體卷形發(fā)電機設計及參數優(yōu)化
發(fā)布時間：2021-08-20 08:50
介電彈性體（DE-Dielectric Elastomer）具有大變形、高比能量密度、高轉換效率等特點,特別適合應用在可再生能源發(fā)電等領域,用來構造形式多樣、成本低廉的介電彈性體發(fā)電機（DEG-Dielectric Elastomer Generator）。本文對一種新型結構的DEG進行了研究,即DE卷形發(fā)電機。其主要研究內容及結論概括如下:（1）DE卷形發(fā)電機的結構、特征以及發(fā)電性能影響因素研究。通過借鑒DE卷形驅動器的結構,設計了一種DE卷形發(fā)電機樣機,使用推桿電機提供外力拉伸進行試驗研究。研究了影響其發(fā)電性能的因素,包括:電極材料、電極的涂覆面積、預拉伸、彈簧系數、固定塊尺寸。該DE卷形發(fā)電機的特征有兩點:一是使用了一種新型的拉伸方式-純剪切方式;二是通過自身結構中的彈簧實現DE膜的預拉伸。（2）在對DE卷形發(fā)電機發(fā)電性能影響因素研究的基礎上,重點對其中的關鍵因素-電極材料進行了深入研究。首先對導電膏、碳粉電極、導電橡膠、碳納米管、水凝膠以及石墨烯等柔性電極材料進行了性能對比測試,之后對柔性電極材料的涂覆方式及涂覆標準,包括:預拉伸率、涂覆面積等進行了研究,獲得了適合DE卷形發(fā)電...
【文章來源】：浙江師范大學浙江省
【文章頁數】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]引信氣流激振壓電發(fā)電機結構參數影響分析[J]. 鄒華杰,張江華,陳荷娟,王澤平. 兵工學報. 2017(10)
[2]不對稱電極介電彈性體的電致動響應與有限元分析[J]. 陳鹿民,王晨,王才東,史波,郭東杰. 功能材料. 2017(06)
[3]介電型電活性聚合物圓柱形驅動器的驅動效率[J]. 羅華安,王化明,朱銀龍,左方睿,汪洋. 光學精密工程. 2016(08)
[4]單軸預拉伸下電致應變智能材料介電彈性體驅動器機電穩(wěn)定性分析[J]. 樊亞玲,楊宏亮. 材料開發(fā)與應用. 2016(03)
[5]等雙軸預拉伸下介電彈性體驅動器力電穩(wěn)定性分析[J]. 樊亞玲,楊宏亮. 金屬功能材料. 2016(02)
[6]彎曲型介電型電活性聚合物驅動器的建模研究[J]. 黃青云,王化明,朱銀龍,楊位東. 壓電與聲光. 2016(01)
[7]基于電活性聚合物薄膜柔性器件的觸覺傳感特性[J]. 張冬至,童俊,劉哲,夏伯鍇. 光學精密工程. 2014(08)
[8]介電彈性材料驅動器的力電耦合機理及穩(wěn)定性研究[J]. 李博,陳花玲. 機械工程學報. 2014(11)
[9]超彈性膜的等軸拉伸試驗方法及仿真[J]. 羅華安,王化明,游有鵬. 華南理工大學學報(自然科學版). 2011(04)
[10]錐型介電彈性體驅動器的性能研究[J]. 葉克貝,朱劍英,王化明. 機械制造與自動化. 2009(01)
碩士論文
[1]介電彈性體發(fā)電機機電轉換效率研究[D]. 金麗麗.蘭州交通大學 2016
本文編號：3353199
【文章來源】：浙江師范大學浙江省
【文章頁數】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１錐型驅動器??
?Ｗ?１，?＾？？ｌ??圖１．２圓柱形驅動器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人對卷筒式的ＤＥＡ進行了制作、分析和試驗，并制作了??多層卷筒ＤＥＡ，如圖１．３所示，為卷筒式ＤＥＡ的制作裝置。其ＤＥＡ最大應變??可以達到１２％、應變次數可達３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??圖１．３?ＤＥＡ制備裝置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一種ＤＥ平行四邊形發(fā)電機，并建立了該機構??的發(fā)電模型，如圖１．４所示。其機構發(fā)電性能如圖１．５所示，圖⑷是激活電壓為??１００Ｖ時的電壓隨時間的變化曲線，圖（ｂ）是激活電壓為６１７Ｖ時，電壓隨時間的??變化曲線。從圖中可以看出該機構的輸出電壓在激活電壓為１００Ｖ時最高為？??７５０Ｖ，激活電壓為６１７Ｖ時最高為４０１０．５Ｖ。并指出該裝置更適用于一些需要擺??動或旋轉的運動場合。??３??
圖１．２圓柱形驅動器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人對卷筒式的ＤＥＡ進行了制作、分析和試驗，并制作了??多層卷筒ＤＥＡ，如圖１．３所示，為卷筒式ＤＥＡ的制作裝置。其ＤＥＡ最大應變??可以達到１２％、應變次數可達３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??圖１．３?ＤＥＡ制備裝置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一種ＤＥ平行四邊形發(fā)電機，并建立了該機構??的發(fā)電模型，如圖１．４所示。其機構發(fā)電性能如圖１．５所示，圖⑷是激活電壓為??１００Ｖ時的電壓隨時間的變化曲線，圖（ｂ）是激活電壓為６１７Ｖ時，電壓隨時間的??變化曲線。從圖中可以看出該機構的輸出電壓在激活電壓為１００Ｖ時最高為？??７５０Ｖ，激活電壓為６１７Ｖ時最高為４０１０．５Ｖ。并指出該裝置更適用于一些需要擺??動或旋轉的運動場合。??３??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]引信氣流激振壓電發(fā)電機結構參數影響分析[J]. 鄒華杰,張江華,陳荷娟,王澤平. 兵工學報. 2017(10)
[2]不對稱電極介電彈性體的電致動響應與有限元分析[J]. 陳鹿民,王晨,王才東,史波,郭東杰. 功能材料. 2017(06)
[3]介電型電活性聚合物圓柱形驅動器的驅動效率[J]. 羅華安,王化明,朱銀龍,左方睿,汪洋. 光學精密工程. 2016(08)
[4]單軸預拉伸下電致應變智能材料介電彈性體驅動器機電穩(wěn)定性分析[J]. 樊亞玲,楊宏亮. 材料開發(fā)與應用. 2016(03)
[5]等雙軸預拉伸下介電彈性體驅動器力電穩(wěn)定性分析[J]. 樊亞玲,楊宏亮. 金屬功能材料. 2016(02)
[6]彎曲型介電型電活性聚合物驅動器的建模研究[J]. 黃青云,王化明,朱銀龍,楊位東. 壓電與聲光. 2016(01)
[7]基于電活性聚合物薄膜柔性器件的觸覺傳感特性[J]. 張冬至,童俊,劉哲,夏伯鍇. 光學精密工程. 2014(08)
[8]介電彈性材料驅動器的力電耦合機理及穩(wěn)定性研究[J]. 李博,陳花玲. 機械工程學報. 2014(11)
[9]超彈性膜的等軸拉伸試驗方法及仿真[J]. 羅華安,王化明,游有鵬. 華南理工大學學報(自然科學版). 2011(04)
[10]錐型介電彈性體驅動器的性能研究[J]. 葉克貝,朱劍英,王化明. 機械制造與自動化. 2009(01)
碩士論文
[1]介電彈性體發(fā)電機機電轉換效率研究[D]. 金麗麗.蘭州交通大學 2016
本文編號：3353199
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3353199.html
教材專著
