خمش ناشي از تورم در هيدروژل دولايه: رهيافت نيمه تحليلي و عددي

طراحي دقيق و كارآمد حسگرها و عملگرهاي ساخته از شده از هيدروژل از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين مقاله يك روش نيمه تحليلي براي حل مسئله خمش ناشي از تورم هيدروژل در سازه ي دولايه در شرايط كرنش صفحه اي ارائه مي شود. سازه ي دولايه از هيدروژل و الاستومر تشكيل شده است. اتصال بين دو لايه به صورت ايده آل فرض شده است. همچنين، مسئله ي طرح شده به كمك ابزار اجزا محدود با بهره گيري از كد UHYPER در نرم افزار ABAQUS نيز شبيه سازي شده است. براي بررسي صحت و دقت روش نيمه تحليلي ارائه شده چند مثال به كمك روش نيمه تحليلي و اجزا محدود حل شده است. تطابق خوبي بين نتايج روش نيمه تحليلي ارائه شده و روش اجزا محدود مشاهده مي شود. تغييرشكل و توزيع تنش در لايه ها با پارامتر مواد مختلف، به كمك روش نيمه تحليلي و اجزا محدود ارائه شده است. در نهايت، تاثير چگالي اتصالات عرضي شبكه ي پليمري لايه ي هيدروژل بر انحنا سازه ي دولايه بررسي شد.