مطالعه ی تجربی و عددی بیشینه تغییر مکان کامپوزیت یون-پلیمر-فلز

کامپوزیت های یونی-پلیمر-فلزی از پلیمرهای الکترواکتیو و مواد هوشمند هستند که امروزه به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد دارای خواص الکترومکانیکی هستند و از یک هسته پلیمری و الکترود فلزی واقع در دو طرف پلیمر ساخته شده اند. با اعمال مقدار کمی ولتاژ، تغییر شکل آن ها دیده می شود و تنش غیرخطی داخل آن ها اتفاق می افتد. در واقع انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی و بالعکس تبدیل می کنند. در این مقاله از کامپوزیت یونی-پلیمر-فلزی با پلیمر نافیون و الکترود پلاتین به طول ۱۳۱/۲۷ میلی متر و عرض ۷۲۸/۵ میلی متر استفاده شده است. ولتاژ از ۵/۱ تا ۳/۴ ولت به نمونه ی مورد استفاده در این مطالعه اعمال شد. جابجایی در جهت محور y در هر مرحله اندازه گیری و ثبت می شود. اندازه گیری ها و رکوردها به روش پردازش تصویر انجام شده اند. سپس با استفاده از داده های به دست آمده و مشخصات و خواص اجزای کامپوزیت یونی-پلیمر-فلزی، تحلیل اجزای محدود انجام شد و پس از آن برازش منحنی داده ها برای تجزیه و تحلیل تجربی نیز انجام شد. همچنین بر اساس معادله نرنست پلانک نشان داده شده است که رفتار انحراف کامپوزیت یونی-پلیمر-فلزی در برابر ولتاژ یک معادله درجه چهارم است. لازم به ذکر است که با توجه به مقایسه داده های تحلیلی با داده های مکانیکی، خطا حدود ۱۲ درصد است.

Keywords:

کامپوزیت یونی-پلیمر-فلزی , آنالیز المان محدود , آزمایش , تغییر مکان