مدل سازی و تحلیل رفتار الکترومکانیکی ساختارهای مختلف IPMC با استفاده از جزاء محدود

کامپوزیت های فلزی پلیمری یونی (IPMC) نسل جدیدی از مواد هوشمند هستند که در پاسخ به ولتاژ اعمالی با دامنه کم، دچار خمش مکانیکی می شوند. این مواد هوشمند که به آنها ماهیچه های مصنوعی نیز گفته می شود دارای طیف وسیعی از کاربردها در روبات های الهام گرفته از طبیعت و دستگاه های پزشکی هستند. تحقیقات گسترده ای در زمینه مدل سازی رفتار الکتروشیمیایی و الکترومکانیکی این مواد هوشمند انجام شده است. در این پژوهش به تحلیل ارتباط ولتاژ جابه جایی عملگرهای IPMC با استفاده از روش اجزاء محدود پرداخته شده است. مدل سازی و تحلیل رفتاری به وسیله نرم افزار آباکوس انجام شده است. به منظور بررسی اثر عوامل مختلف بر رفتار الکترومکانیکی IPMC، ساختارهای صاف، مارپیچ، انحنادار و مرکب مورد تحلیل قرار گرفته اند. در ساختار مارپیچ تاثیر عوامل مختلف از جمله قطر حلقه ها، گام پیچش و عرض نوار IPMC بر رفتار الکترومکانیکی آن بررسی شده است . دو ساختار ترکیبی مختلف متشکل از دو نوار IPMC و یک لایه عایق نیز با هدف کنترل رفتار الکترومکانیکی آن ها تحلیل شده است.

کلیدواژه ها:

مواد هوشمند ، رفتار الکترومکانیکی ، اجزاء محدود ، IPMC