大变形 IPMC 软致动器的全解析三维离子传输模型
应用物理
2020-01-13 v1 定量方法
摘要
离子聚合物金属复合材料是一种众所周知的软电活性聚合物复合材料，其颇具前景的特性表明它在实际应用尤其是小型化应用中具有成为可用且适用的软致动器的充分潜力。但这种智能材料仍不成熟，导致其不成熟的原因之一是缺乏针对大变形情形的有效且合理的基于物理的模型。在实际在线与大变形应用中，基于逆非自回归辨识的模型是恰当的选择，但如果我们想了解 IPMC 如何工作以及其在大变形情形下的行为物理机制，逆辨识模型则极为盲目，我们必须采用物理与多物理场方法。这是本文的主要目标，并且我们首次希望提出一种针对大变形 IPMC 的完全解析、基于物理的三维非线性离子传输模型。为此，基于三维 Nernst-Plank 偏微分方程，我们将建立大变形情形下 IPMC 输入电压与输出尖端位移之间定义良好且有效的关联，并通过四项可证明的证据表明所提模型选择了恰当路径，且比先前基准及知名的基于物理的 IPMC 模型更为完备，同时对于 IPMC 的大变形建模足够有效与精确。
引用
@article{arxiv.2001.03588,
title = {Full Analytical 3D Ion Transport Model for Large Deformable IPMC Soft Actuator},
author = {Mohsen Annabestani and Nadia Naghavi and Mohammad Maymandi Nejad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03588},
year = {2020}
}