基于超弹性PDMS的摩擦纳米发电机的性能研究

作     者：王晓力 牛志皓 杨潍旭 WANG Xiao-li;NIU Zhi-hao;YANG Wei-xu

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《北京理工大学学报》 (Transactions of Beijing Institute of Technology)

年 卷 期：2020年第40卷第3期

页      面：250-253,281页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51735001 11472046) 

主　　题：超弹性本构 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 接触变形 静电感应 摩擦纳米发电机 

摘      要：常用于摩擦纳米发电机的聚二甲基硅氧烷是一种超弹性聚合物,但迄今对其理论分析均采用线弹性本构假设,没有通过实验证明其是否有效.首先基于超弹性本构对PDMS摩擦纳米发电机的接触力学和静电感应性能进行仿真;其次通过光刻和复型工艺制备了PDMS金字塔织构,构建了摩擦纳米发电机实验装置,并将实验与理论结果对比.研究表明:随着施加压力增大,摩擦纳米发电机的接触面积和开路电压均随之增加,之后趋于稳定;相比于超弹性本构,采用线弹性本构高估了金属与PDMS的接触面积,低估了使摩擦纳米发电机开路电压稳定所需施加的压力;采用超弹性PDMS本构的仿真结果与实验更为吻合.