تحلیل غیرخطی عددی پاسخ محرکی کنسول کامپوزیت فلزپلیمریونی با در نظر گرفتن کوپل میدان های الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی

محرک های کامپوزیت فلزپلیمریونی (آی پی ام سی) نوارهای ساندویچی بسیار نازک با یک پلیمر الکترواکتیو در وسط و دو الکترود فلزی در طرفین هستند. کوپل میدان های الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی، موجب تغییرشکل خمشی در آن می شود، بطوری که اعمال ولتاژ به الکترود ها منجر به مهاجرت یونی در پلیمر و تغییر غلظت یون در ضخامت نوار می شود. در این مقاله، تحلیل غیرخطی کوپل الکتروشیمی مکانیکی پاسخ محرکی کنسول آی پی ام سی انجام می گیرد. ابتدا پاسخ الکتروشیمیایی اولیه با کوپل کردن میدان های شیمیایی و الکتریکی بدست می آید. این معادله با روش تفاضل محدود، و با استفاده از روش نیوتن-رافسون حل می شود. سپس این پاسخ در میدان مکانیکی ماده وارد می شود. معادله انتقال حلال نوشته شده، و نرخ کرنش ویژه، و نرخ تغییرات لنگر خمشی محرک بدست می آید. با استخراج میزان آبپوشی در لایه مرزی کاتد و آند، پاسخ جابجایی انتهای تیر تعیین می شود. نتایج حاصل از مدل با شبیه سازی اجزای محدود صورت گرفته در تحقیق حاضر و مطالعات پیشین دردسترس مورد مقایسه و اعتبار سنجی قرار می گیرد. نتایج تناسب بین پاسخ محرک و تحریک الکتریکی را بطور معقول نشان می دهد، و تایید می کند که مدل ارائه شده پیش بینی پاسخ سریع نوار را فراهم می کند. تحت تحریک یک ولت، خیز حداکثر و پسماند انتهای کنسول بترتیب به اندازه 11/0 و 04/0طول نوار بدست آمد، و غلظت کاتیون در ضخامت میانی نوار به اندازه 1150 مول بر مترمکعب محاسبه شد.