介電彈性體隔振平臺設(shè)計與多物理場耦合仿真分析

孟鑫

（河北天大環(huán)境檢測技術(shù)有限公司，河北秦皇島 066010）

0 引言

在航空航天以及精密儀器等領(lǐng)域，由于環(huán)境中廣泛存在的擾動因素，系統(tǒng)中將會產(chǎn)生各種微振動，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。這些微振動雖然強度不高，但可能會存在很長時間。因此已經(jīng)開發(fā)了各種微振動控制技術(shù)，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的可調(diào)性和功耗將其分為主動、被動和半主動方法。

在傳統(tǒng)的被動隔振技術(shù)[1]中，由于固有頻率與靜態(tài)撓度之間的內(nèi)在矛盾，為達(dá)到較好的靜態(tài)效果，線性彈簧-質(zhì)量阻尼器隔離器無法抑制低頻振動。而主動控制中對傳感器和控制設(shè)備的需求顯著增加了系統(tǒng)的尺寸、質(zhì)量和復(fù)雜性，帶來了高昂的成本和潛在的故障。相比較而言，半主動控制系統(tǒng)依靠可控的剛度或阻尼特性[2-3]，達(dá)到優(yōu)異的隔振性能和高可靠性兼具的效果。

對于半主動隔振系統(tǒng)可變剛度的實現(xiàn)，可利用智能材料驅(qū)動，感受外界的刺激，從而改變其剛度阻尼等結(jié)構(gòu)特性。常見的智能材料包括壓電材料[4]和磁流變/電流變彈性體[5-7]。盡管它們可以提供取決于電場/磁場的可變剛度，但它們在剛度變化和應(yīng)變范圍內(nèi)受到限制。

介電彈性體是一類電活性聚合物，由于其具有多種類似于肌肉的特性，例如被動順應(yīng)性、質(zhì)量輕、強度高、能量密度高等特點，因此在驅(qū)動技術(shù)中獲得了廣泛的關(guān)注[8-9]。相比之下，利用可變剛度的介電彈性體半主動隔振機構(gòu)的研究仍處于起步階段[10]。……