مدلسازي هيدروليكي وابسته بهزمان كامپوزيتهاي فلز-پليمرِ يوني با استفاده از روش اجزاء محدود

لگرهاي بسیار نازكی به (IPMC) مواد مركب فلز پلیمرِ یونی 1 شكل یك كامپوزیت ساندویچی با یك پلیمر الكترواكتیو در وسط و دو الكترود فلزي به شكل ورق در طرفین آن هستند.ضخامت این مواد نازك تا 250 میكرومتر ا ست كه تنها تا 20 میكرومتر آن مربوط به الكترودها است . این مواد تحت میدان الكتریكی در الكترودهاي خود، به واسطه مهاجرتهاي یونی در پلیمر و تغییر غلظت ماده در ضخامت آن، دچار حركت خمشی میشوند . در این مقاله یك مدل هیدرولیكی خطی براي تبیین رفتار عملگري وابسته ارائه و تحلیل میشود. در این مدلسازي پاسخ IPMC زمان مواد ناشی از نیروهاي IPMC الكتروشیمیایی حركت اولیه الكترواستاتیكی، نیروي ویسكوز حركت توده یونی در حلال زمینه پلیمر و نیروي نفوذ بواسطه پتانسیل غلظت استخراج شده است . روش حل در حوزه مكان شامل تحلیل عددي المان محدود بر اساس فرمولبندي گلركین و در حوزه زمان شامل روش انتگرال - گیري اویلر هستند. ملزومات پایداري حل در حوزه زمان در تحلیل ،IPMC درنظر گرفته شده است . با پیش بینی رفتار عملگري گرادیان غلظت در ماده به عنوان علت كرنش خمشی ، تحت نمودارهایی ارائه خواهد شد و نواحی مهم در بروز رفتار عملگري ماده و تاثیر ولتاژ الكترودها بر این رفتار معرفی و بررسی خواهد شد. در نهایت نوآوري مقاله با مقایسه با تحقیق در دسترس پیشین اعتبارسنجی و بحث میشود.