周期光照下液晶弹性体简支梁的振动响应研究

来源：计算力学学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：赵俊,华立夫,李凯

单位：安徽建筑大学 土木工程学院, 合肥 230601,安徽建筑大学 土木工程学院, 合肥 230601,安徽建筑大学 土木工程学院, 合肥 230601

摘要：液晶弹性体(LCE)因其具有快速的光热响应和可逆变形等特性,在能量转换、软机器人和非接触控制等领域具有广泛的应用前景。本文利用液晶弹性体在外部光刺激下可与机械变形耦合的特性,建立了LCE简支梁的动态模型,研究了其在周期光照下的弯曲振动现象。首先建立了LCE简支梁的光驱动控制方程,然后通过振型叠加法获得方程的半解析解,再用Matlab软件编程计算其变化规律。计算结果表明,周期光照可以使LCE简支梁发生周期性振动,梁跨中的振动幅值可以通过阻尼因子、热弛豫时间、光照强度、光照周期和光照时间率来调节,振动平衡位置可以通过光强与热弛豫时间来调节,振动反应时间可以通过热弛豫时间与阻尼来调节。本文结果对光驱动运动的控制和光机能量转换系统的设计具有一定的指导意义。

关键词：液晶弹性体,可控振动,周期性光照,振型叠加法,

基金资助：安徽省自然科学基金优秀青年项目(2208085Y01)；国家自然科学基金面上项目(12172001)资助.