[发明专利]一种使圆形结构介电弹性体膜上产生相变转换的方法

摘要

本发明公开了一种使圆形结构介电弹性体膜上产生相变转换的方法，使用圆形硬质框架作为支撑，并选定VHB高分子聚合物材料作为介电高弹体薄膜；对膜上褶皱变换进行了运算处理，获取了该变换临界电压值；使用不同的通电区域面积，来判断不同的预拉伸值影响，若预拉伸值为1，则介电弹性膜上通电区域容易产生膨胀凸起现象；若预拉伸值在3以上时，则膜上易产生褶皱现象。根据不同的计算结果与现象进行结构优化设计；对于DE膜表面在通电情况下存在的不稳定现象，比如loss of tension和电击穿，进行数据获取。基于Gent模型对圆形介电高弹体膜进行了仿真计算，预拉伸率对介电弹性体的机电相变有着显著的影响。

主权项

1.一种使圆形结构介电弹性体膜上产生相变转换的方法，其特征在于：利用介电高弹体驱动器技术和非线性算法进行相变转换，包括以下步骤，步骤1：裁剪介电弹性体膜，然后预拉伸，粘连在硬质框架上，通过两个铜片连接到高压电，预拉伸区域面积的计算式为，在介电弹性体薄膜的上下两个表面均匀涂抹柔性可伸缩电极，当该结构同时受到预拉伸力和电压作用时，异性电荷相互吸引，同性电荷相互排斥，弹性体的厚度会减小，面积显著扩大，最后变形到一种平衡状态；步骤2：对步骤1得到的介电弹性体圆形膜结构，采用相机拍摄模式跟踪介电弹性体薄膜的驱动变化，并记录薄膜在不同外力作用下的面积变化：步骤3：判断步骤2中检测到的面积变化。当预拉伸率λ为1时，介电高弹膜上产生膨胀凸起现象，当预拉伸率λ为3或以上时，膜上产生褶皱变化；步骤4：对于一个柱坐标系，在变形状态下，圆形介电弹性体膜单元处在一个三维应力状态：σ_z，σ_r和σ_θ，理想应力和机械力平衡要求：；步骤5：定义Helmholtz自由能的名义密度为W，采用Gent模型，当变形趋向于拉伸极限，即，弹性体急剧变硬，甚至电击穿发生；其中J_lim是极限拉伸。