مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه‌ تجربی تأثیر میکرو سندبلاست بر پاسخ دینامیکی تیری از جنس کامپوزیت پلیمر یونی- فلزی تحت ولتاژ گذرا

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
درسا عرب 1
حمید سلیمانی مهر 1
امین نصراله 2
1 دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
کامپوزیت‌های پلیمر یونی - فلزی از جمله مواد هوشمندی هستند که در صورت اعمال ولتاژ پایین دچار تغییر شکل می‌شوند و به همین علت دارای چشم‌انداز کاربردی گسترده‌ای هستند. از طرفی دیگر باتوجه‌به این نکته که افزایش مساحت سطح این نوع کامپوزیت، رابطه مستقیم با برقراری پیوند یونی میان الکترود و پلیمر دارد، در نتیجه مورفولوژی سطح پلیمر، از اهمیت بالایی برخوردار است، به همین علت به برسی تأثیر میکرو سندبلاست بر پاسخ دینامیکی تیر کامپوزیتی می‌پردازیم. در تحقیق انجام شده، یک غشا از جنس کامپوزیت پلیمر یونی - فلزی با هستهٔ پلیمری از جنس نافیون و الکترود از جنس پلاتین که یک فلز نجیب است، ساخته شده است و پس از پرداخت سطح مناسب، تحت ولتاژ گذرا ۱ ولت قرار گرفته و مقادیر جا‌به‌جایی به‌صورت تجربی محاسبه می‌گردد. هدف این مقاله ارائه معادله‌ای مناسـب به‌منظور پیش‌بینی تأثیر پرداخت سطح هستهٔ پلیمری این کامپوزیت با میکرو سندبلاست بر رفتار این عملگر با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از فرایندهای حاکم و پاسخ دینامیکی تیری از این جنس با تکیه‌گاه ساده تحت ولتاژ گذرا است.
کلیدواژه‌ها
کامپوزیت پلیمر یونی- فلزی
مواد هوشمند
الکترومکانیک
تجربی

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental Study on Micro-Blasting Effect on Dynamic Response of an Ionic-polymer-metal Composite Beam under Transient Voltage

نویسندگان English

Dorsa Arabمهندسیو علم دانشگاه صنعت ایران، تهران 1
Hamid Soleimanimehr 1
Amin Nasrollah 2
1 Islamic Azad University, Science and Research Branch
2 Iran University of Science and Technology
چکیده English

Ionic polymer-metal composites (IPMC) are such as smart materials which under applied voltage will be deformed and they have a broad application prospect. On the other hand, increase of surface area of this composite is directly related to bonding between electrode and polymer, as a result, polymer surface morphology is highly important, therefore, the effect of micro-blasting on the dynamic response of the composite beam is investigated. In this research, a membrane from ionic–polymer-metal composites are manufactured. Its main core is based on an electroactive core named Nafion and the electrodes are made of metals such as Platinum which is a noble metal. Then a transient voltage applied to the ionic–polymer-metal composite which was 1 volt and the displacements are measured experimentally. Finally, by the effect of micro-blasting as a surface treatment technique on the composite and comparing experimental results, a suitable equation is proposed for the behavior of this actuator under transient voltage.

کلیدواژه‌ها English

IPMC
smart materials
Electromechanics
experimental
"1- He C, Gu Y, Zhang J, Ma L, Yan M, Mou J, et al. Preparation and modification technology analysis of ionic polymer-metal composites (IPMCs). International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(7):3522.
2- Soleimanimehr H, Nasrollah A. Numerical and experimental analysis on the properties of ionic-polymer-metal composites. Iranian Journal of Manufacturing Engineering. 2021;8(6):21-5.
3- Yang L, Wang H, Zhang X. Recent progress in preparation process of ionic polymer-metal composites. Results in Physics. 2021; 29:104800.
4- Ryu J, Park J, Yun S, Kim B, Park J-O, editors. Design and fabrication of a large-deformed smart sensorized polymer actuator. 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) (IEEE Cat No 04CH37566); 2004: IEEE.
5- Karczmarska A, Adamek M, El Houbbadi S, Kowalczyk P, Laskowska M. Carbon-Supported Noble-Metal Nanoparticles for Catalytic Applications—A Review. Crystals. 2022;12(5):584.
6- Esmaeili N, Gray EM, Webb CJ. Non‐Fluorinated Polymer Composite Proton Exchange Membranes for Fuel CellApplications–A Review. ChemPhysChem. 2019;20(16):2016-53.
7- Wang Y, Sugino T, editors. Ionic Polymer Actuators: Principle, Fabrication and Applications. Actuators; 2018: United Kingdom: IntechOpen.
8- Gadge M, Lohar G, Chinchanikar S. A review on micro-blasting as surface treatment technique for improved cutting tool performance. Materials Today: Proceedings. 2022.
9- Mundotia R, Kothari D, Kale A, Mhatre U, Date K, Thorat N, et al. Effect of ion bombardment and micro-blasting on the wear resistance properties of hard TiN coatings. Materials Today: Proceedings. 2020; 26:603-12.
10- Spur G, Uhlmann E, Elbing F. Dry-ice blasting for cleaning: process, optimization and application. Wear. 1999; 233:402-11.
11- Rodrigue H, Wang W, Bhandari B, Han M-W, Ahn S-H. SMA-based smart soft composite structure capable of multiple modes of actuation. Composites Part B: Engineering. 2015; 82:152-8.
12- Zhang A-Q, Cai L-J, Sui L, Qian D-J, Chen M. Reducing properties of polymers in the synthesis of noble metal nanoparticles. Polymer Reviews. 2013;53(2):240-76.
13- Nasrollah A, Soleimanimehr H, Khazeni H. Nafion-based ionic-polymer-metal composites: displacement rate analysis by changing electrode properties. Advanced Journal of Science and Engineering. 2021;2(1):51-8.
14- Feng G-H, Hou S-Y. Investigation of tactile bump array actuated with ionic polymer–metal composite cantilever beams for refreshable braille display application. Sensors and Actuators A: Physical. 2018; 275:137-47.
15- Yu M, Shen H, Dai Z-d. Manufacture and performance of ionic polymer-metal composites. Journal of Bionic Engineering. 2007;4(3):143-9."
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 22، شماره 10
مهر 1401
صفحه 119-123