کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7177594 1467033 2017 19 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A generalized electro-elastic theory of polymer networks
ترجمه فارسی عنوان
نظریه الکترواستاتیک عمومی شبکه های پلیمری
کلمات کلیدی
اتصال الکترومکانیکی، دی الکتریک پلیمرهای الکترونی تجزیه و تحلیل چند مقیاس
ترجمه چکیده
یک تجزیه و تحلیل دقیق در چند مقیاس از اتصال الکترومکانیکی در پلیمرهای دی الکتریک انجام شده است. زوجهای بدن ناشی از عدم تقارن بین میدان الکتریکی و بردار چگالی الکتریکی دوقطبی مورد مطالعه قرار گرفته و قوانین حفاظت برای شبکه های پلیمر مشتق شده اند. با استفاده از اصول مختلف، بیان برای قطبی شدن و استرس تعیین می شود. جالب توجه است، دریافت می شود که تانسور استرس ناشی از بارهای متحرک که در آن میدان الکتریکی با جهت های اصلی کشش ناسازگار است، متقارن نیست و عدم تقارن از زوج بدن بوجود می آید. سپس پاسخ الکترومکانیکی زنجیره ای تجزیه و تحلیل می شود. تغییرات زنجیره های پلیمری منحصر به فرد از طریق دو محدودیت بسیار غیر خطی مربوط به تغییر شکل ماکروسکوپی می شود - اولین مربوط به سازگاری تغییرات محلی با یک ماکروسکوپ تحمیل شده و دوم از بخشی متقارن استرس در تعادل است. مطابق با چارچوب پیشنهاد شده، یک مدل سه زنجیر اصلاح شده معرفی شده است. پیش بینی های این مدل در توافق عالی با یافته های تجربی است. در نهایت، رفتار یک پلیمر تحت برش ساده و یک میدان الکتریکی مورد مطالعه قرار می گیرد. جابجایی بین میدان الکتریکی و جهت اصلی موجب زوج های بدن می شود، قطبی شدن که با میدان الکتریکی هماهنگ نیست و تانسور تنش نامتقارن.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
A rigorous multi-scale analysis of the electromechanical coupling in dielectric polymers is conducted. The body couples stemming from a misalignment between the electric field and the electric-dipole density vector are studied and the conservation laws for polymer networks are derived. Using variational principles, expressions for the polarization and the stress are determined. Interestingly, it is found that the stress tensor resulting from coupled loadings in which the electric field is misaligned with the principal stretch directions is not symmetric and the asymmetry arises from the body couples. Next, the electro-mechanical response of a chain is analyzed. The deformations of the individual polymer chains are related to the macroscopic deformation via two highly non-linear constraints - the first pertaining to the compatibility of the local deformations with the imposed macroscopic one and the second stems from the symmetric part of the stress at equilibrium. In accord with the proposed framework, an amended three-chains model is introduced. The predictions of this model are found to be in excellent agreement with experimental findings. Lastly, the behavior of a polymer subjected to a simple shear and an electric field is studied. The offset between the electric field and the principal directions gives rise to body couples, a polarization that is not aligned with the electric field, and an asymmetric stress tensor.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Brought to you by:Anil Neerukonda Institute of Technology and Sciences 'Renewal due by 31 Dec 2017'
نویسندگان
,