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介电型电活性聚合物圆柱形驱动器结构参数分析被引量：3: 2016年; 介电型电活性聚合物圆柱形驱动器结构简单,能输出较大的位移和力,对其结构参数进行分析是优化设计及合理使用驱动器的基础。通过建立圆柱形驱动器的几何模型分析了驱动器轴向伸长及径厚比对各层膜厚度变化的影响;基于圆柱形驱动器失效模式分析,揭示了结构参数(驱动器膜的预拉伸、卷绕层数、弹簧参数等)对驱动器输出性能的影响。结果表明,驱动器伸长时,小径厚比及较多驱动器膜卷绕层数会使各层膜厚度变化差异显著;基于圆柱形驱动器结构特点,驱动器膜的电击穿、弹簧驱动'失力'及其最大压缩极限变形等失效模式是影响其许用工作范围的主要因素;增加驱动器膜的预拉伸且使其周向延伸率略大于轴向,可获得较佳的综合输出性能;由于层间压力的影响,单独、过多地增加层数对输出性能的提高效果不明显;减小弹簧刚度与长度均能提高驱动器轴向伸长率,但其轴向输出位移量却产生不同变化,同时要注意避免驱动器计算力差超过弹簧预压缩力的情况。; 罗华安王化明朱银龙; 关键词：结构参数失效模式

介电型电活性聚合物驱动器机电耦合特性被引量：5: 2013年; 研究了介电型电活性聚合物（DEAP）的机电耦合特性，分析了电场作用下DEAP的受力情况，结合超弹性理论建立了DEAP的非线性机电耦合本构模型。对电场作用下圆形结构DEAP驱动器的变形行为进行建模研究，给出Yeoh形式的DEAP本构方程、平衡方程和边界条件。通过求解微分方程组得出DEAP驱动器薄膜中的主延伸率和主应力分布，同时分析了预拉伸率、驱动器主动区域面积及激励电压对驱动器变形的影响。利用试验研究了电激励下的圆形驱动器变形行为，试验结果与理论分析比较吻合，从而验证了本构模型的正确性。研究表明：预拉伸率取值为3～4比较合适。; 朱银龙王化明; 关键词：驱动器机电耦合

三自由度介电型EAP软材料位置传感器研究: 2016年; 基于介电型电活性聚合物(EAP)变形时的电容值变化原理,设计并实现一种三自由度软材料位置传感器,其内框可沿平面和法向移动,分别用于检测平面和法向位移。建立该传感器的几何模型,推导出其电容值变化和内框位移的关系。采用差分法测试该传感器的电容值变化,分析了面对面两个传感单元的电容值差和内框的平面位移、单个传感单元的电容值和内框的法向位移之间的关系,测试得到其平面和法向位移灵敏度分别为66.69pF/mm、0.47pF/mm^2,与理论分析结果较吻合。该位置传感器的理论与测试分析结果验证了介电型EAP应用于位置传感器中的可行性。; 陈峰洪王化明李鹭扬汪洋; 关键词：传感器

一种介电型电活性聚合物材料的非线性超弹性模型被引量：1: 2016年; 介电型电活性聚合物(Electroactive polymer,EAP)材料的应力应变本构模型是进行EAP驱动器设计和优化的基础。提出一种由非线性弹簧组成的、具有空间网状结构的EAP膜超弹性模型,基于能量法推导出其应力变形关系式,并揭示该模型与Ogden模型之间的关系。采用单轴、等双轴拉伸试验分别对相关模型参数进行拟合,利用该结果对等双轴、单轴拉伸的受力进行预测和对比分析。根据不同条件拟合出的材料参数进行试验预测时,其结果与实际值存在一定差异,提出对单轴、等双轴拉伸试验数据进行综合拟合的方法。采用综合拟合方法后模型分析精度得到很大提高。分析结果表明,3参数的非线性超弹性模型能较准确描述两种试验条件下的EAP膜应力变形关系,模型参数的拟合数据宜选与其工作条件相近的试验方法获取。; 罗华安王化明朱银龙; 关键词：电活性聚合物非线性超弹性

介电型电活性聚合物圆柱形驱动器的驱动效率被引量：2: 2016年; 研究了介电型电活性聚合物(DEAP)驱动器的机电能量转换机理、能量损耗和驱动效率。建立了驱动器机电能量转换模型,并通过试验测算了驱动器等效电路的模型参数,分析了电极材料等因素对DEAP相对介电常数的影响。深入研究了驱动器漏电流损耗,试验验证了漏电流对驱动器性能的影响。最后,设计了驱动器驱动试验台,完成了不同行程的准静态驱动试验,数值计算了驱动器的驱动效率。结果表明:由于等效电路电容未参与能量转换,驱动器机电转换效率分别为17.6%和25.6%。低电压、小行程驱动时,试验误差与理论分析误差不超过15%;而高电压、大行程驱动时,DEAP膜的漏电流等非线性因素使其驱动效率变化明显。该结果可为DEAP圆柱形驱动器的优化设计及合理使用提供指导。; 罗华安王化明朱银龙左方睿汪洋; 关键词：机电能量转换漏电流

粉末冶金齿轮的视觉缺陷检测方法研究被引量：6: 2019年; 针对粉末冶金齿轮的缺角缺陷,提出一种视觉缺陷检测方法。采用形态学操作及特征分析方法定位齿轮原点,提取齿轮ROI区域,通过连通域标记算法分割图像,对每个连通域进行细分区域灰度值分析,将灰度值分析结果进行阈值判别从而定位缺陷。设计实验进行算法的测试与验证,实验结果表明,该算法具有很好的准确度和稳定性,适合工业现场缺陷检测应用。; 李凯王化明沈玮郭交通朱银龙范志成; 关键词：粉末冶金齿轮连通区域标记图像分割

介电型电活性聚合物传感单元设计被引量：3: 2017年; 基于介电型电活性聚合物(DEAP)变形时的电容变化原理,设计并实现一种传感单元,其内框可在平面内移动,用于检测平面位移。建立该传感单元的几何模型,得出其电容变化和内框位移的关系。采用差动测量法测量敏感单元电容变化,建立了面对面敏感单元的电容差值和内框平移量的关系。利用该传感单元设计了一个二自由度角度传感器用来测量关节转角,同样采用差动测量法建立了电容差值和转角的关系。实验测得其沿X轴和Y轴平移灵敏度为-57.2 pF/mm和-58.0 pF/mm,绕X轴和Y轴旋转灵敏度为-139.4 pF/(°)和141.6 pF/(°)。测试结果与分析结果较为吻合,验证了DEAP应用于位移传感器和角度传感器的可行性。; 王化明陈峰洪李鹭扬汪洋朱银龙

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江苏省自然科学基金(BK20130979)