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总览 评价 王永泉 1，* ， 薛欢欢 1， ， 陈花玲 1，2， （ 1、 西安交通大学机械工程学院，西安 710049； 2、 ，西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室，西安，710049； ） 摘要： 为准确揭示介电弹性体（Dielectric elastomers, DE）材料在大尺度
王永泉1，*， 薛欢欢1，， 陈花玲1，2，
（
1、西安交通大学机械工程学院，西安 710049； 2、，西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室，西安，710049； ）
摘要：
为准确揭示介电弹性体（Dielectric elastomers, DE）材料在大尺度变形过程中的能量耗散机理，开展了关于其动态粘-超弹性本构模型及耗能行为的研究。首先基于广义Kelvin-Voigt流变模型，从复模量理论出发，构建了描述材料非线性动态粘弹行为的模型框架；然后利用DE薄膜（VHB4910，3M）在不同应变速率下的单轴拉伸实验数据，经过两次非线性拟合，辨识得到了模型参数。应用所建立的模型，对薄膜在循环拉伸下的滞后和能量耗散行为进行了预测，与实验结果吻合较好。
关键词：
介电弹性体；粘-超弹性；复模量；迟滞回线；内耗
WANG Yongquan1,*， XUE Huanhuan2,， CHEN Hualing1,
（
1、School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049； 2、State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049； ）
Abstract：
In this paper, we present a model describing the nonlinear dynamic visco-hyperelastic behaviors of dielectric elastomers (DE), with the purpose to explain the material's dynamic energy dissipation mechanism, and provide convenience for actual design of DE devices. On the basic mechanical properties of the material, a visco-hyperelastic constitutive relationship, derived from Kelvin-Voigt rheological model and expressed as complex modulus, is created at first. Then, from the approximate relationship between harmonic motion frequency and the stretch rate (as well as the amplitude of stretch ratio) of the film, a new model-fitting approach is put forward to obtain the three intrinsic parameters, based on the uniaxial tensile tests for VHB 4910 DE film at different stretch rates. Applying the proposed parameters, the hysteresis and energy dissipation behaviors of the DE film are subsequently predicted, showing good agreements with the experimental results.
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