介電型EAP柔性運(yùn)動(dòng)單元特性分析.pdf

1、本文以介電型EAP柔性單元為研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)力學(xué)進(jìn)行建模分析，為其今后在仿生領(lǐng)域的應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)。結(jié)合介電型EAP的超彈性本構(gòu)方程，對(duì)介電型EAP柔性單元進(jìn)行靜力分析，得到了彈簧剛度設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，可用于彈簧剛度參數(shù)的選擇。利用幾何精確梁理論（GEBT），結(jié)合旋量描述法，建立了介電型EAP柔性單元的連續(xù)性運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；并利用旋量形式的牛頓-歐拉方程，推導(dǎo)了其正向動(dòng)力學(xué)方程。結(jié)合介電型EAP的粘彈性機(jī)電耦合方程，分析了其在MATLAB中運(yùn)

2、動(dòng)數(shù)值仿真的流程及邊值條件；其微分方程在MATLAB中用有限差分法進(jìn)行數(shù)值求解。利用介電型EAP柔性單元，構(gòu)建了一種可移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單元。將柔性單元所受的外力及慣性力均等效到頭部截面的坐標(biāo)系中，建立了其移動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程。利用拉格朗日方程，推導(dǎo)了該運(yùn)動(dòng)單元車輪的動(dòng)力學(xué)方程。通過仿真得到了柔性單元伸縮模型在階躍電壓、正弦電壓、斜坡電壓下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，通電頻率為3Hz時(shí)，柔性單元具有最大響應(yīng)位移15.5mm。根據(jù)采集到的柔性單元上的實(shí)際