工作在电路中的粘弹性软介电弹性体发电机分析
软凝聚态物质
2016-09-20 v2
摘要
软介电弹性体发电机 (DEGs) 的预测模型必须考虑填充弹性体的机电行为、可变电容器以及连接器件所有元件的电路的真实模型。本文通过提出一个用于软能量收集器可靠模拟的完整框架实现了这一目标。具体而言，构建了一个简单的电路，将受机械功源周期性拉伸的电容器与电池通过二极管并联，并连接消耗所产生能量的电气负载。该电气模型包含电阻，以模拟电极效应以及介电薄膜中始终存在的传导电流。由于这些器件在大变形下经历大量机电加载循环，必须考虑材料的时间依赖性响应，因为它强烈影响发电机输出。为此，通过提出的耦合电粘弹性本构模型仔细分析了聚合物的粘弹性行为以及介电常数随应变的可能变化，该模型根据文献中不可压缩聚丙烯酸酯弹性体 (3M VHB4910) 的实验数据进行了校准。最后一部分报告了数值结果，展示了时间依赖性行为在不同加载条件（即等双轴和单轴）下评估 DEG 性能的重要性。
引用
@article{arxiv.1411.3613,
title = {Analysis of viscoelastic soft dielectric elastomer generators operating in an electrical circuit},
author = {Eliana Bortot and Ralf Denzer and Andreas Menzel and Massimiliano Gei},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.3613},
year = {2016}
}