مدل‌سازی و پیاده‌سازی اجزا محدود رفتار خمشی ناهمسانگرد محرک‌های الاستومر دی‌الکتریک تقویت شده با الیاف زاویه‌دار متقاطع

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

doi
10.22034/jmeut.2021.43908.2824
چکیده

هدف از ارائه این مقاله، بررسی و توسعه روابط ساختاری حاکم بر الاستومرهای دی‌الکتریک تقویت‌شده با الیاف با استفاده از نرم‌افزار المان محدود است زیرا الاستومرهای دی‌الکتریک دسته‌ای از مواد هستند که در صورت قرارگیری در میدان الکتریکی، با تغییرشکل همراه می‌شوند. در نتیجه با توجه به این ویژگی و کاربرد گسترده در عضلات مصنوعی بررسی رفتار آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. در گام اول به توسعه و محاسبات مقادیر تنش با استفاده از ناپایاها پرداخته می‌شود. در ادامه با توجه به غیرخطی بودن رفتار ماده نیاز است تا مدول مماسی که یکی از اجزای بسیار مهم در تحلیل مدل المان محدود است محاسبه شود. در نهایت با توجه به نتایج مشاهده می‌شود که تاثیر زاویه جهت‌گیری الیاف بر روی مقادیر تنش غیرقابل انکار است. اینکه چگونه با افزایش زاویه جهت‌گیری الیاف، میزان خمش ماده ناهمسانگرد افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین افزایش ولتاژ اعمالی بدون توجه به هر نوع جهت‌گیری الیاف، با افزایش میزان تنش کرشهف در راستای نشان داده شده در شکل همراه است.