可伸展傳感器應變隔絕特性及導橋構型設計與分析.pdf

1、可伸展柔性傳感器是基于柔性電子技術而提出的一類新型傳感器,其結構多采用柔性層合結構和網格布局設計。在柔性層合結構中,PDMS(Polydimethylsiloxane)作為應變隔絕層粘接于有源器件和柔性基體之間,用來減小基體傳導至上層敏感器件和互聯(lián)導橋的應力應變;網格布局設計中則通過可伸縮導橋連接敏感元件來實現(xiàn)結構的柔性?？缮煺谷嵝詡鞲衅髂軌蜻m應多變復雜曲面。同時,可伸展柔性傳感器也能夠承受多變的外部載荷,如彎曲、扭曲、卷曲、折疊等。本

2、論文研究了可伸展柔性傳感器結構的應變隔絕特性;結構中的應力應變分布規(guī)律;導橋設計構型等,為其設計提供了理論支持。
　　建立了可伸展柔性傳感器柔性層合結構的力學模型,推導了應力的控制方程。采用微分求積法,求解得到了結構中剪應力的分布曲線,并驗證了簡化解析解的正確性。改變應變隔絕層的厚度、長度或外部載荷,得到了對應的剪應力結果。
　　基于剪滯模型提出了一種高階模型,推導了高階模型的應力控制方程。并采用有限元法驗證了數(shù)值結果的準確

3、性。分析結果表明:應變隔絕層上下界面的剪應力幾乎不變,正應力則是變化的。
　　建立了可伸展PVDF(Polyvinylidene Fluoride)柔性傳感器的仿真模型,也建立了不具有 PDMS應變隔絕層傳感器的仿真模型。分析了兩種模型在彎曲、伸縮和扭轉載荷條件下,結構中各部件的應力應變分布。分析結果表明,可伸展柔性傳感器結構的承載力較大;結構中金電極應力較小;柔性結構滿足應變隔絕要求。
　　設計了不同構型的導橋,建立了導橋