光驱动液晶弹性体扭曲环带软致动器的有限元分析

作者：胡文婷; 左波; 聂振洲; 王猛; 杨洪^*

来源：应用化学, 2021, 38(10): 1397-1404.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.210339

• 液晶弹性体
• 扭曲环带
• 软致动器
• 有限元分析

目前基于液晶弹性体材料的软致动器大多结构简单,形变模式单一,很难满足实际复杂情况下的使用需求。因此将光热响应型液晶弹性体材料和扭曲环状拓扑结构相结合,制备了一系列新型扭曲环带软致动器,其可以在近红外光照射下实现稳定连续的旋转运动。在此实验基础上,利用MATLAB软件对B-M?bius[+2]型软致动器进一步建立三维有限元模型,通过对温度分布、重心、热应力、角速度、角加速度及角位移等参数进行设定、计算及调整,成功地模拟了扭曲环带软致动器在近红外光照射下的受力变化及运动状态变化过程,仿真结果和实验制备的光驱动扭曲环带软致动器的实际运动情况相符。构建此类模型可为未来具有复杂拓扑结构的致动器实验及应用提供理论基础,有助于拓展扭曲环带软致动器的实际应用。

• 单位
  化学化工学院; 东南大学