IPMC力輸出研究及八腳步行機器人仿真模擬.pdf

1、離子聚合物金屬復合材料(IPMC)作為一種新型離子聚合物,具有輕便、易于小型化、安靜、柔順、不易碎裂和破壞以及耗能小等特點,近年來已經(jīng)引起了世界各國學者的廣泛關注。一些學者使用IPMC材料成功制作了多種仿生機器人。
　　但是,目前對 IPMC材料的研究主要還是集中在材料本身,對由 IPMC材料制作的仿生機器人整體性能和表現(xiàn)的模擬、討論卻幾近空白,實際上通過仿真模擬事先弄清可能的影響因素,從而為后續(xù)的實際制作提供理論指導,節(jié)省時間和

2、成本。
　　本文首先采用ABAQUS對單片IPMC材料進行了有限元模擬分析。通過比對文獻中實測的電壓-位移關系,確定了產(chǎn)生相同位移所需的彎矩、均布力以及集中力的大小,從而將直觀的電壓-位移關系轉化力學(彎矩、均布力和集中力)-位移關系,并且近似的給出了電壓-集中力的三次多項式擬合表達式。
　　本文隨后通過文獻數(shù)據(jù)對增強IPMC材料力輸出特性的兩種不同方法進行了有限元模擬。通過分析計算可以發(fā)現(xiàn),通過多次化學鍍的方法增厚鍍層,鍍