用于仿生推進的高分子聚合物(IPMC)電響應的仿真方法.pdf

1、螺旋槳作為一種發(fā)展已經(jīng)比較完善的剛性推進方式，仍然存在一些不可克服的弊端。在尋求比螺旋槳更優(yōu)越的推進方式時，聯(lián)想到魚的游動是通過自己身體的擺動，新型的驅(qū)動器材料應該具備柔軟、能耗小等特點。作為人工肌肉的離子導電性高分子聚合物材料引起了注意，如果能以它作為驅(qū)動器的材料將使現(xiàn)有的剛性驅(qū)動方式完全改觀。 本文的主要研究內(nèi)容就是探索建立離子導電性高分子聚合物在電刺激下響應行為的仿真方法。離子導電性高分子聚合物是目前在國際上受到了廣泛關(guān)注

2、的一類新型復合材料。 本文首先介紹了離子導電性高分子聚合物的構(gòu)成、性能特點、致動機理和用途，回顧了各國研究者在材料行為仿真方面建立的多種計算模型。然后基于對離子導電性高分子聚合物性能的理解和對數(shù)據(jù)的分析，選擇了利用通用有限元軟件ANSYS材料庫中包含的壓電陶瓷來模擬離子導電性高分子聚合物的變形行為。從壓電陶瓷的計算模式中抽象出具有通用性的理論公式，尋找離子導電性高分子聚合物相應的等價材料參數(shù)，找出了等價材料參數(shù)的確定方法，建立了