導(dǎo)電聚合物材料多場(chǎng)耦合行為的數(shù)值分析.pdf

1、導(dǎo)電聚合物是一種新型的功能材料，用于制備各種生物傳感器和致動(dòng)器。導(dǎo)電聚合物的主要性能之一是力-電-熱-化學(xué)等多場(chǎng)耦合特性。本文利用數(shù)值方法研究導(dǎo)電聚合物材料在多物理場(chǎng)作用下的耦合行為。 (1)利用單位體積的Gibbs函數(shù)，推導(dǎo)出導(dǎo)電聚合物多物理場(chǎng)耦合的基本方程；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有限元編程，求解在熱載荷和電場(chǎng)力分別作用下導(dǎo)電聚合物的變形效應(yīng)；然后把熱載荷和電場(chǎng)力同時(shí)作用在模型上，分析兩者對(duì)導(dǎo)電聚合物的共同作用效應(yīng)。 (2)研

2、究導(dǎo)電聚合物的力-電耦合效應(yīng)。利用靜力平衡方程、靜電學(xué)基本方程，把力學(xué)和電學(xué)效應(yīng)耦合在一起，建立力-電耦合的等效積分弱形式。根據(jù)建立的等效積分弱形式編寫有限元程序，數(shù)值計(jì)算導(dǎo)電聚合物的力-電耦合效應(yīng)。 (3)研究導(dǎo)電聚合物力-化耦合性能。首先討論電化學(xué)勢(shì)的定義；其次在定常狀態(tài)下并忽略對(duì)流效應(yīng)，對(duì)離子擴(kuò)散方程進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化；利用力-化耦合本構(gòu)關(guān)系和靜力學(xué)平衡方程推導(dǎo)出力-化耦合的等效積分弱形式；最后編寫有限元程序，數(shù)值模擬導(dǎo)電聚合