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题名导电水凝胶黏结界面力电学疲劳损伤行为仿真研究
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作者
魏凡凯
仪传帅
吴化平
鹿业波
孙权
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机构
浙江工业大学机械工程学院
嘉兴学院浙江省医学电子与数字健康重点实验室
浙江理工大学机械工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期1711-1720,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52005219,11972323)。
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文摘
为了研究导电水凝胶电极贴片在疲劳载荷下因界面损伤而导致的电阻变化规律,本文提出了一种力电学内聚力模型.首先基于水凝胶的黏弹性力学行为,采用Wiechert模型构建了应变率相关的内聚力牵引力-牵引位移关系方程,并将界面电阻率定义为牵引力和损伤变量的函数,然后通过ABAQUS的UEL子程序对黏弹性力电学内聚力模型进行了数值实现.通过搭接剪切试验确定了模型的黏弹性参数和不同应变率下内聚力模型的损伤起始和界面断裂的能量释放率,以及应变率下界面电阻率随牵引力的变化规律.采用单个单元对模型的有效性进行了验证,最后将模型应用于导电水凝胶电极贴片的在疲劳载荷下的界面电阻变化规律仿真预测,结果表明随着电极贴片的电阻随着加载循环次数的增加呈波动上升趋势,且随着加载速率增大,电阻随加载次数上升的趋势逐渐减缓,电阻的波动也越小,有限元仿真结果与实验结果吻合良好.
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关键词
力电学内聚力模型
黏弹性
疲劳损伤
导电水凝胶
有限元仿真
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Keywords
electrical-mechanical cohesive zone model
viscoelasticity
fatigue damage
conductive hydrogel
finite elementsimulation
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分类号
TH114
[机械工程—机械设计及理论]
O346.5
[理学—固体力学]
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