مدل‌سازي سه بعدي اثر خستگي در كامپوزيت‌هاي پليمري فلزي يوني

كامپوزيت هاي پليمري فلزي-‌‌يوني (IPMC) مواد هوشمندي هستند كه ساختارشان شامل دو بخش فلزي و الاستومري است. از نظر كاربردي در دسته پليمرهاي الكترواكتيو قرار مي‌گيرند كه گزينه مناسبي براي استفاده به‌عنوان سنسور و عملگرهاي نرم با ولتاژ تحريك اندك هستند. در كاربرد بعنوان عملگر، خمش IPMC علاوه بر ولتاژ تحريك، متأثر از عوامل ذاتي و محيطي است. پيش‌‌بيني «اثر پس‌‌آرامش» چالشي جدي در بكارگيري عملي IPMC است. اصطلاح اثر پس‌‌آرامش براي كاهش تدريجي خمش IPMC و بازگشت آن به طرف كاتد، تحت تحريك با ولتاژ ثابت بكار مي‌رود. در اين پژوهش براي اولين بار، اثر پس‌‌آرامش در رفتار خمشي IPMC در فضاي سه‌‌بعدي با نرم‌‌افزار Comsol مدل‌سازي شده است. مقايسه نتايج با داده‌هاي آزمايش عملي، حاكي از دقت 93 درصدي مدل‌‌سازي در پيش‌‌بيني جابجايي است كه ساير اطلاعات مهم عملكردي مانند تغييرات غلظت و توزيع تنش در ماده را نيز تأييد مي‌كند. استفاده از اين مدل براي پيش بيني رفتار IPMC، در مقايسه با انجام آزمايش هاي عملي، ازلحاظ وقت و هزينه بسيار مقرون‌ به‌ صرفه خواهد بود.