介电弹性体动态换能机理及能量收集系统设计方法研究

项目名称： 介电弹性体动态换能机理及能量收集系统设计方法研究

项目编号： No.51375367

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 王永泉

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 介电弹性体(Dielectric elastomers，DE)是一种新型电活性功能材料，具有柔性好、变形大、能量密度高等多种优点，并能以高达80%~90%的效率，将机械应变能转换为电能，因而在面向人体及自然界的能量收集领域具有广阔的应用前景。然而，现有的研究由于对DE能量收集的工作特点及体现其动态特性的关键因素认识不够，以致不能准确揭示此循环换能体系在多因素综合作用下的复杂行为机制并有效指导实际设计，在很大程度上制约了材料性能优势的发挥。本项目拟以DE材料在动态条件下的粘滞耗能特性及其非线性力电耦合行为为基础，通过逐层构建机-电-热多域耦合系统循环换能的理论模型，深入研究大变形柔性DE结构与电路及外部环境间交互、协同的作用机制，旨在阐明其中能量传递、转换与损耗的特性与规律，形成高性能DE能量收集系统一体化设计、优化及控制的策略与方法，为实际系统/装置的分析设计提供必要而可靠的理论依据。

中文关键词： 介电弹性体；能量收集；粘-超弹性；电路设计；

英文摘要： Dielectric elastomer (DE), a new type of functional material belonging to the family of so-called Electroactive Polymers (EAPs), has a variety of advantages such as good flexibility, large deformation, high energy density, and strong environmental adaptab

英文关键词： Dielectric elastomers；Energy harvesting；Visco-hyperelasticity；Circuit design；