Μελέτη διηλεκτρικών ελαστομερών για χρήση ως επενεργητές

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά των διηλεκτρικών ελαστομερών υλικών αναφορικά με την χρήση τους στην τεχνολογία των επενεργητών. Το θεωρητικό μέρος περιλαμβάνει μία βιβλιογραφική αναφορά στους ‘’τεχνητούς μύες’’-η εναλλακτική ονομασία των διηλεκτρικών ελαστομερών για αυτή την χρήση- και αναλύεται η εφαρμογή τους σε σημαντικά τεχνολογικά πεδία καθώς και η σύγκρισή τους με τις συμβατικές τεχνολογίες επενέργησης. Επίσης γίνεται αναφορά στα ελαστικά μοντέλα που περιγράφουν τις παραμορφώσεις των υλικών αυτών. Στο πειραματικό σκέλος έγιναν μετρήσεις και κατεγράφησαν η επιμήκυνση του ελαστομερούς φιλμ και εναλλακτικά η μεταβολή της δύναμης που ασκεί, όταν σε αμφότερες των περιπτώσεων επιβάλλεται ηλεκτρικό πεδίο σε αυτό. Μέσω της πρότυπης πειραματικής διάταξης, που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε για τους σκοπούς της εργασίας αυτής, μετρήθηκαν δύο διαφορετικά ελαστομερή φιλμ. Μεταβάλλοντας την προένταση των ελαστικών δοκιμίων, την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και τον ρυθμό επιβολής του, εξήχθησαν ενδιαφέροντα συμπεράσματα οσον αφορά στην χρήση των υλικών αυτών ως επενεργητές και έγινε μία πρώτη προσέγγιση στους μηχανισμούς που διέπουν τέτοιου είδους παραμορφώσεις.

In this diploma thesis we study the behavior of dielectric elastomer materials regarding their use in actuators technology. The theoretical part includes a bibliographic reference to '' artificial muscles '' -an alternative name of dielectric elastomers for this use- and an analysis of their application at important technological fields and a comparison with conventional actuators technology takes place. Also a reference is made for elastic models describing the deformation of these materials . In the experimental part, measurements took place in order to recorded the displacement of the elastomer film and the change in the force exerted when this was imposed in electric field. Through the pilot experimental structure, which was designed and constructed for the purposes of this study, two different films were measured and tested various types of electrodes. By varying the preload, the electric field intensity and rate enforcement and its rhythm of imposion, interesting conclusions concerning the use of these materials as actuators were exported. The aim was to have a description of the behavior of dielectric elastomers and their properties as a function of voltage . Keywords: