Modelowanie przewodzącego jonowo kompozytu typu polimer-metal

• Autorzy: Oracz M.

Warianty tytułu

EN

Ionic polymer-metal composite modeling

• Konferencja: Majówka Młodych Biomechaników 2006 / Konferencja naukowa
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy grupy polimerów elektroaktywnych, które pod wpływem pola elektrycznego zmieniają swój kształt. Lokalne zmiany objętości, spowodowane przepływem jonów, sumują się. Pozwala to uzyskiwać zmiany kształtu porównywalne ze skurczem mięśni. Dlatego też w materiałach tych upatruje się siłowników zastępujących lub wspomagających pracę mięśni, często nazywając je "sztucznymi mięśniami". Wykorzystując MLS zamodelowano zginającą się pod wpływem przyłożonego napięcia cienką płytkę, która może stanowić podstawowy element strukturalny urządzeń.

EN

The paper concerns a group of electroactive polymers, which changes their shape under electric field. Local changes of volume, caused by ionic flow, add together. It allows for large deformations similar to muscle contraction. Therefore these materials, often called "artificial muscles", are taken into account as actuators to assist or replace muscles. Using FEM, thin plate bended under voltage has been modeled. It can be used as a base structure element to design new devices.

Słowa kluczowe

PL

sztuczny mięsień; polimer elektroaktywny; kompozyt polimerowo-metalowy; modelowanie

EN

artificial muscle; electroactive polymer; polymer-metal composite; modeling

• Wydawca: Wydawnictwo Katedry Mechaniki Stosowanej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2006
• Tom: z. 30
• Strony: 219--224
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Oracz M.

• Zakład Mechaniki, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska, Warszawa,

Bibliografia

• [1] Shahinpoor M., Kim K. J.: Ionic polymer-metal composites: IV. Industrial and medical applications. Smart Materials and Structures, 14, 2005, s. 197-214.
• [2] Kim K. J., Shahinpoor M.: Applications of Polyelectrolytes in Ionic Polymeric Sensors and Artificial Muscles. Handbook of Polyelectrolytes and Their Applications, Volume 3: Application of Polyelectrolytes and Theoretical Models, American Scientyfic Publishers, 2002.
• [3] Shahinpoor M., Kim K. J.: Ionic polymer-metal composites: I. Fundamentals. Smart Materials and Structures, 10, 2001, s. 819-833.
• [4] Shahinpoor M., Kim K. J.: Ionic polymer-metal composites: II. Manufacturing techniques, Smart Materials and Structures, 12, 2003, s. 65-79.
• [5] Shahinpoor M., Kim K. J.: Ionic polymer-metal composites: III. Modeling and simulation as biomimetic sensors, actuators, transducers, and artificial muscles. Smart Materials and Structures, 13, 2004, s. 1362-1388.
• [6] Dokumentacja programu ANSYS 5.7.
• [7] Lee J. H., et al.: Water uptake and migration effects of electroactive ion-exchange polymer metal composite (IPMC) actuator. Sensors and Actuators A, 118, 2005, s. 98-106.
• [8] Shahinpoor M., Kim K. J.: Finite element analysis of two-dimensional electrochemical-mechanical response of ionic conducting polymer-metal composite beams. Computers and Structures, 83, 2005, s. 2573-2583.
• [9] Enikov E. T., Seo G. S.: Analysis of water and proton fluxes in ion-exchange polymer- metal composite (IPMC) actuators subjected to large external potentials. Sensors and Actuators A, 122, 2005, s. 264-272.
• [10] Lee S., Park H. C., Kim K., J.: Equivalent modeling for ionic polymer-metal composite actuators based on beam theories. Smart Materials and Structures, 14, 2005, s. 1363-1368.
• [11] Costa Branco P. J., Dente J. A.: Derivation of a continuum model and its electric equivalent-circuit representation for ionic polymer-metal composite (IPMC) electromechanics. Smart Materials and Structures. 15. 2006. s. 378-392.