Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

32. Dielectric Elastomers as EAPs: Models

verfasst von : Helmut F. Schlaak, Massimiliano Gei, Eliana Bortot, Henry Haus, Holger Mößinger

Erschienen in: Electromechanically Active Polymers

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The effective use of dielectric elastomers (DE) in actual transducers requires the definition of reliable design tools which correctly predict their electromechanical behavior. In this chapter, we present two different approaches for modeling DE. The first approach is focussed on describing the electroelastic behavior of DEs in the framework of finite-strain electromechanics. The second approach, based on lumped parameters, is motivated by the desire to provide a simple and adequate description of the behavior of DE actuators under the influence of an electrical voltage applied to the electrodes.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Bagley RL (1989) Power law and fractional calculus model of viscoelasticity. AIAA J 27:1412–1417CrossRef Bagley RL (1989) Power law and fractional calculus model of viscoelasticity. AIAA J 27:1412–1417CrossRef
Zurück zum Zitat Bertoldi K, Gei M (2011) Instabilities in multilayered soft dielectrics. J Mech Phys Solids 59:18–42CrossRef Bertoldi K, Gei M (2011) Instabilities in multilayered soft dielectrics. J Mech Phys Solids 59:18–42CrossRef
Zurück zum Zitat Carpi F, Gei M (2013) Predictive stress–stretch models of elastomers up to the characteristic flex. Smart Mater Struct 22(10):104011CrossRef Carpi F, Gei M (2013) Predictive stress–stretch models of elastomers up to the characteristic flex. Smart Mater Struct 22(10):104011CrossRef
Zurück zum Zitat Dorfmann A, Ogden RW (2005) Nonlinear electroelasticity. Acta Mech 174:167–183CrossRef Dorfmann A, Ogden RW (2005) Nonlinear electroelasticity. Acta Mech 174:167–183CrossRef
Zurück zum Zitat Gent AN (1992) Engineering with rubber: how to design rubber components. Hanser Verlag, Munich Gent AN (1992) Engineering with rubber: how to design rubber components. Hanser Verlag, Munich
Zurück zum Zitat Haus H, Matysek M, Mößinger H et al (2013) Modelling and characterization of dielectric elastomer stack actuators. Smart Mater Struct 22:104009 (12pp) Haus H, Matysek M, Mößinger H et al (2013) Modelling and characterization of dielectric elastomer stack actuators. Smart Mater Struct 22:104009 (12pp)
Zurück zum Zitat Koeller RC (1984) Applications of fractional calculus to the theory of viscoelasticity. J Appl Mech 51:299–307CrossRef Koeller RC (1984) Applications of fractional calculus to the theory of viscoelasticity. J Appl Mech 51:299–307CrossRef
Zurück zum Zitat Lotz P (2009) Dielektrische Elastomerstapelaktoren für ein peristaltisches Fluidfördersystem. Dissertation Technische Universität Darmstadt, Darmstadt Lotz P (2009) Dielektrische Elastomerstapelaktoren für ein peristaltisches Fluidfördersystem. Dissertation Technische Universität Darmstadt, Darmstadt
Zurück zum Zitat Lotz P, Matysek M, Schlaak HF (2011) Fabrication and application of miniaturized dielectric elastomer stack actuators. IEEE/ASME Trans Mechatron 16:58–66CrossRef Lotz P, Matysek M, Schlaak HF (2011) Fabrication and application of miniaturized dielectric elastomer stack actuators. IEEE/ASME Trans Mechatron 16:58–66CrossRef
Zurück zum Zitat Moré JJ (1978) The Levenberg-Marquardt algorithm: Implementation and theory, in numerical analysis, Bd. 630, G. A. Watson, Hrsg. Springer Berlin Heidelberg, S. 105–116 Moré JJ (1978) The Levenberg-Marquardt algorithm: Implementation and theory, in numerical analysis, Bd. 630, G. A. Watson, Hrsg. Springer Berlin Heidelberg, S. 105–116
Zurück zum Zitat Matysek M (2010) Dielektrische Elastomeraktoren in Multilayer-Technologie für taktile Displays. Dissertation Technische Universität Darmstadt, Darmstadt Matysek M (2010) Dielektrische Elastomeraktoren in Multilayer-Technologie für taktile Displays. Dissertation Technische Universität Darmstadt, Darmstadt
Zurück zum Zitat Matysek M, Lotz P, Flittner K et al (2008) High-precision characterization of dielectric elastomer stack actuators and their material parameters. Smart Struct Mater: Proc SPIE 6927:692722 Matysek M, Lotz P, Flittner K et al (2008) High-precision characterization of dielectric elastomer stack actuators and their material parameters. Smart Struct Mater: Proc SPIE 6927:692722
Zurück zum Zitat McMeeking RM, Landis CM (2005) Electrostatic forces and stored energy for deformable dielectric materials. J Appl Mech 72:581–590CrossRef McMeeking RM, Landis CM (2005) Electrostatic forces and stored energy for deformable dielectric materials. J Appl Mech 72:581–590CrossRef
Zurück zum Zitat Mößinger H (2010) Demonstrating the application of dielectric polymer actuators for tactile feedback in a mobile consumer device. Master thesis technische Universität Darmstadt, Darmstadt Mößinger H (2010) Demonstrating the application of dielectric polymer actuators for tactile feedback in a mobile consumer device. Master thesis technische Universität Darmstadt, Darmstadt
Zurück zum Zitat Ogden RW (1997) Nonlinear elastic deformations. Dover, New York Ogden RW (1997) Nonlinear elastic deformations. Dover, New York
Zurück zum Zitat Pelrine RE, Kornbluh RD, Joseph JP (1998) Electrostriction of polymer dielectrics with compliant electrodes as a means of actuation. Sensors Actuators 64:77–85CrossRef Pelrine RE, Kornbluh RD, Joseph JP (1998) Electrostriction of polymer dielectrics with compliant electrodes as a means of actuation. Sensors Actuators 64:77–85CrossRef
Zurück zum Zitat Schlaak HF, Jungmann M, Matysek M et al (2005) Novel multilayer electrostatic solid state actuators with elastic dielectric. Smart Struct Mater: Proc. SPIE 5759:121–133 Schlaak HF, Jungmann M, Matysek M et al (2005) Novel multilayer electrostatic solid state actuators with elastic dielectric. Smart Struct Mater: Proc. SPIE 5759:121–133
Zurück zum Zitat Schmidt A, Gaul L (2001) Bestimmung des komplexen Elastizitätsmoduls eines Polymers zur Identifikation eines viskoelastischen Stoffgesetzes mit fraktionalen Zeitableitungen. In: Proceedings of Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung Jahrestagung 75, Berlin Schmidt A, Gaul L (2001) Bestimmung des komplexen Elastizitätsmoduls eines Polymers zur Identifikation eines viskoelastischen Stoffgesetzes mit fraktionalen Zeitableitungen. In: Proceedings of Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung Jahrestagung 75, Berlin
Zurück zum Zitat Suo Z, Zhao X, Green WH (2008) A nonlinear field theory of deformable dielctrics. J Mech Phys Solids 56(2):467–486CrossRef Suo Z, Zhao X, Green WH (2008) A nonlinear field theory of deformable dielctrics. J Mech Phys Solids 56(2):467–486CrossRef
Zurück zum Zitat van der Pauw LJ (1958) A method of measuring the resistivity and hall coefficient on lamellae of arbitrary shape. Philips Tech Rev 20:220–224 van der Pauw LJ (1958) A method of measuring the resistivity and hall coefficient on lamellae of arbitrary shape. Philips Tech Rev 20:220–224
Metadaten
Titel
Dielectric Elastomers as EAPs: Models
verfasst von
Helmut F. Schlaak
Massimiliano Gei
Eliana Bortot
Henry Haus
Holger Mößinger
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-31530-0_32

Neuer Inhalt