介电弹性材料在力电耦合变形下的击穿破坏行为研究

项目名称： 介电弹性材料在力电耦合变形下的击穿破坏行为研究

项目编号： No.11402184

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李博

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 介电弹性材料(Dielectric Elastomer，简称 DE)是一种新型功能材料，具有柔韧性好，变形大等特点，可应用于智能驱动器结构中。然而，由于 DE材料在工作中共同受到力电耦合的驱动，极易发生电击穿破坏行为，严重制约了其在工程领域的应用，而目前国内外对 DE 材料击穿破坏机理及过程的研究刚起步，其物理机制和过程尚未阐明，也缺乏系统化的理论体系。基于此，本项目将基于热力学、断裂力学和电介质物理等学科基础，结合 DE 材料力电耦合下的非线性物理属性，建立一套表征DE材料击穿破坏行为的模型理论。该模型能够阐明力电耦合变 形下产生击穿破坏的物理机制，表征破坏传递过程，综合研究 DE 材料在复杂载荷和形貌特性等因素下产生击穿破坏的机理和行为，计算评估击穿的临界条件和材料本征场强，预测可靠性，根据分析结果给出避免DE 材料发生击穿破坏的措施，为 DE功能材料在智能结构中的应用奠定理论。

中文关键词： 介电弹性材料；击穿电场；力电耦合；温度；边界应力

英文摘要： Dielectric elastomer is capable of large deformation under voltage excitation, featuring flexibility, fast response as potential application in smart actuations. However, Dielectric elastomer is susceptible to breakdown failure, while little knowledge is

英文关键词： dielectric elastomer；breakdown electrical field；electromechanical；temperature；boundary stress