view in publisher's site

Mechanics of dielectric elastomer structures: A review

In the past decade, the development of theory has deeply revealed the electromechanical coupling deformation mechanism of dielectric elastomer (DE). Many theoretical predictions on highly nonlinear deformation of dielectric elastomer have been verified by experiments. With the guidance of theory, the voltage-induced areal strain of dielectric elastomer has been increased from 100% in the pioneering work to the current record of 2200% and the energy density of a dielectric elastomer generator has reached 780 mJ/g. Much more developments have been realized on the applications of DE transducers in the fields of bioinspired artificial muscles, soft robotics, tunable lenses, and haptic interfaces. However, there is a gap between theory and application. Great potentials of developing DE transducers with the aid of a systematic theory have yet to be explored. This paper reviews the recent advances in the theory of dielectric elastomer and demonstrates some examples of using theory to design DE transducers. 9 boundary value problems of DE structures are analyzed from the simplest homogeneous deformation of a flat membrane to the highly complex bifurcations of a tube. Comparisons between theory and experiment are discussed. The viscous effect and the vibration of dielectric elastomer are reviewed. The developments of DE transducers and new dielectric materials are also reviewed. We summarize the performance of existing DE transducers with different configurations and make some discussions. It is hoped that the mechanics of DE structures can help to develop high-performance DE transducers in the future.

مکانیزم‌های ساختارهای الاستومر دی‌الکتریک: مروری بر مقالات

در دهه گذشته، توسعه نظریه، مکانیزم تغییر شکل کوپلینگ الکترومکانیکی الاستومر دی‌الکتریک (DE)را به طور عمیقی نشان داده‌است. بسیاری از پیش‌بینی‌های نظری در تغییر شکل غیر خطی الاستومر دی‌الکتریک به وسیله آزمایش‌ها تایید شده‌اند. با هدایت نظریه، کرنش سطحی ناشی از ولتاژ الاستومر دی‌الکتریک از ۱۰۰ % در کار پیشرو به رکورد جریان ۲۲۰۰ % افزایش‌یافته و چگالی انرژی یک مولد الاستومر دی‌الکتریک به ۷۸۰ mJ / g رسیده‌است. پیشرفت‌های بسیار بیشتری در کاربردهای مبدل‌های DE در زمینه‌های ماهیچه‌های مصنوعی الهام‌گرفته از زیست، روباتیک نرم، لنزهای قابل تنظیم، و رابط‌های لمسی صورت‌گرفته است. با این حال، شکافی بین نظریه و کاربرد وجود دارد. پتانسیل‌های بزرگ توسعه مبدل‌های DE با کمک یک نظریه سیستماتیک هنوز باید کشف شود. این مقاله پیشرفت‌های اخیر در نظریه الاستومر دی‌الکتریک را بررسی کرده و برخی از نمونه‌های استفاده از نظریه برای طراحی مبدل‌های DE را نشان می‌دهد. مسائل مقدار مرزی سازه‌های DE از ساده‌ترین تغییر شکل همگن یک غشا تخت به دو شاخه بسیار پیچیده یک لوله تحلیل می‌شوند. مقایسه بین نظریه و آزمایش مورد بحث قرار گرفته‌است. اثر ویسکوز و ارتعاش الاستومر دی‌الکتریک مورد بررسی قرار گرفته‌است. تحولات مبدل‌های DE و مواد دی‌الکتریک جدید نیز بررسی شده‌اند. ما عملکرد مبدل‌های DE موجود را با پیکربندی‌های مختلف خلاصه کرده و برخی بحث‌ها را انجام می‌دهیم. امید است که مکانیک سازه‌های DE بتواند به توسعه مبدل‌های DE با عملکرد بالا در آینده کمک کند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله Chemical Engineering (miscellaneous)
  • ترجمه مقاله Chemical Engineering (miscellaneous)
  • مقاله مهندسی شیمی (متفرقه)
  • ترجمه مقاله مهندسی شیمی (متفرقه)
  • مقاله Mechanics of Materials
  • ترجمه مقاله Mechanics of Materials
  • مقاله مکانیک مواد
  • ترجمه مقاله مکانیک مواد
  • مقاله Engineering (miscellaneous)
  • ترجمه مقاله Engineering (miscellaneous)
  • مقاله مهندسی (متفرقه)
  • ترجمه مقاله مهندسی (متفرقه)
  • مقاله Bioengineering
  • ترجمه مقاله Bioengineering
  • مقاله مهندسی زیستی
  • ترجمه مقاله مهندسی زیستی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.