عنوان مقاله :
مدل سازي و پياده سازي اجزا محدود رفتار خمشي ناهمسانگرد محرك‌هاي الاستومر دي الكتريك تقويت شده با الياف زاويه‌دار متقاطع
عنوان به زبان ديگر :
Modeling and implementation of finite element anisotropic flexural behavior of dielectric elastomer actuators reinforced with cross-angled fibers
پديد آورندگان :
اله ياري، احسان دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - گروه مهندسي مكانيك، تهران، ايران , عسگري، مسعود دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - گروه مهندسي مكانيك، تهران، ايران
كليدواژه :
الاستومر دي‌الكتريك , الياف , روابط ساختاري , ناهمسانگردي , ولتاژ , مدول مماسي , المان محدود
چكيده فارسي :
هدف از ارائه اين مقاله، بررسي و توسعه روابط ساختاري حاكم بر الاستومرهاي دي‌الكتريك تقويت‌شده با الياف با استفاده از نرم‌افزار المان محدود است زيرا الاستومرهاي دي‌الكتريك دسته‌اي از مواد هستند كه در صورت قرارگيري در ميدان الكتريكي، با تغييرشكل همراه مي‌شوند. در نتيجه با توجه به اين ويژگي و كاربرد گسترده در عضلات مصنوعي بررسي رفتار آن‌ها بسيار حائز اهميت است. در گام اول به توسعه و محاسبات مقادير تنش با استفاده از ناپاياها پرداخته مي‌شود. در ادامه با توجه به غيرخطي بودن رفتار ماده نياز است تا مدول مماسي كه يكي از اجزاي بسيار مهم در تحليل مدل المان محدود است محاسبه شود. در نهايت با توجه به نتايج مشاهده مي‌شود كه تاثير زاويه جهت‌گيري الياف بر روي مقادير تنش غيرقابل انكار است. اينكه چگونه با افزايش زاويه جهت‌گيري الياف، ميزان خمش ماده ناهمسانگرد افزايش پيدا خواهد كرد. همچنين افزايش ولتاژ اعمالي بدون توجه به هر نوع جهت‌گيري الياف، با افزايش ميزان تنش كرشهف در راستاي نشان داده شده در شكل همراه است.
چكيده لاتين :
The purpose of this paper is to investigate and develop the constitutive equation governing fiber-reinforced dielectric elastomers using finite element software because dielectric elastomers are a class of materials that undergo deformation when subjected to an
electric field. As a result, due to this feature and widespread use in artificial muscles, it is very important to study their behavior. In
the first step, the stress values are developed and calculated using invariants. Next, due to the nonlinearity of the material behavior, it
is necessary to calculate the tangential modulus, which is one of the most important components in the analysis of the finite element
model. Finally, according to the results, it is observed that the effect of fiber orientation angle on stress values is inevitable. How the
anisotropic material bending rate will increase as the fiber orientation angle increases. Also, increasing the applied voltage, regardless of any orientation of the fibers, is associated with increasing the Kirchhoff stress in the direction shown in the figure.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
