導電聚合物材料多場耦合行為的數(shù)值分析.pdf

1、導電聚合物是一種新型的功能材料，用于制備各種生物傳感器和致動器。導電聚合物的主要性能之一是力-電-熱-化學等多場耦合特性。本文利用數(shù)值方法研究導電聚合物材料在多物理場作用下的耦合行為。 (1)利用單位體積的Gibbs函數(shù)，推導出導電聚合物多物理場耦合的基本方程；在此基礎上進行有限元編程，求解在熱載荷和電場力分別作用下導電聚合物的變形效應；然后把熱載荷和電場力同時作用在模型上，分析兩者對導電聚合物的共同作用效應。 (2)研

2、究導電聚合物的力-電耦合效應。利用靜力平衡方程、靜電學基本方程，把力學和電學效應耦合在一起，建立力-電耦合的等效積分弱形式。根據(jù)建立的等效積分弱形式編寫有限元程序，數(shù)值計算導電聚合物的力-電耦合效應。 (3)研究導電聚合物力-化耦合性能。首先討論電化學勢的定義；其次在定常狀態(tài)下并忽略對流效應，對離子擴散方程進行合理的簡化；利用力-化耦合本構關系和靜力學平衡方程推導出力-化耦合的等效積分弱形式；最后編寫有限元程序，數(shù)值模擬導電聚合