Nonlinear dynamic modeling of ultrathin conducting polymer actuators including inertial effects
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Trilayer conducting polymer (CP) actuators are potential alternatives to piezoelectric and electrostatic actuators due to their large strain, and recently demonstrated operation at hundreds of Hertz. However, these actuators exhibit nonlinear electrical and mechanical properties as a function of their oxidation state, when operated over their full strain range, making it more challenging to accurately predict their mechanical behavior. In this paper, an analytical multi-physics model of the CP actuators is proposed to predict their nonlinear dynamic mechanical behavior. To demonstrate the accuracy of the model, a trilayer actuator composed of a solid polymer electrolyte sandwiched between two poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) electrodes was fabricated and characterized. This system consists of an electrical subsystem represented by an RC equivalent circuit, an electro-mechanical coupling matrix, and a mechanical subsystem described by using a rigid finite element method. The electrical conductivity and the volumetric capacitance, an empirical strain-to-charge ratio, and Young’s modulus of the actuator as a function of the PEDOT electrode charge state were also implemented into the model, using measured values. The proposed model was represented using a bond graph formalism. The concordance between the simulations and the measurements confirmed the accuracy of the model in predicting the nonlinear dynamic electrical and mechanical response of the actuators. In addition, the information extracted from the model also provided an insight into the critical parameters of the actuators and how they affect the actuator efficiency, as well as the energy distribution including dissipated, stored, and transferred energy. These are the key parameters for designing, optimizing, and controlling the actuation behavior of a trilayer actuator.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».