{rfName}
Lo

Indexat a

Llicència i ús

Altmetrics

Anàlisi d'autories institucional

Alibakhshi, AAutor o coautorBenitez, JmAutor o coautorMontans, FjAutor (correspondència)

Compartir

Publicacions
>
Article

Low-voltage dielectric elastomer actuators by electro-mechanical resonance syntonization

Publicat a:International Journal Of Mechanical Sciences. 263 108758- - 2024-02-01 263(), DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2023.108758

Autors: Rahmanian, Sasan; Alibakhshi, Amin; Mouharrar, Hamza; Benitez, Jose Maria; Montans, Francisco Javier

Afiliacions

Resum

Generally, a serious practical limitation of dielectric elastomer (DE)-based capacitors is the need for high voltage supply (in the order of 1 kV) to activate them. High voltages require a power level that is currently challenging due to the limit in the operating range of existing function generators. These high voltages are also dangerous for humans, thereby overshadowing many applications of dielectric elastomers. The purpose of this work is to develop a new simple actuation technique to introduce low-voltage driven DE-based capacitors, in which the electrical resonant frequency is syntonized to the mechanical natural frequency by tuning the circuit inductance. This results in extensive voltage amplification across the DE capacitor. In turn, this leads the DE membrane to oscillate with a remarkable large motion using a small voltage which is of one-tenth the magnitude of the input voltage required to drive such systems in the absence of electro-mechanical (EM) resonance syntonization. The efficiency of the proposed approach is demonstrated in the context of nonlinear vibration analysis. The results show that the voltage amplitude across the DE capacitor is amplified substantially while the electrical mode is syntonized with the mechanical one, and as a result, the DE motion's amplitude is at least two hundred times greater than that of the unmatched system. Furthermore, for unbiased AC voltages with large amplitudes, the electro-mechanical modal interaction causes the system to exhibit the formation of frequency combs in the frequency spectrum of the system's response. The implementation of this method using a simple electrical circuit just requires adequate matching between the electrical and the mechanical natural frequencies that depends on the inductance value. Our proposal effectively eliminates the need for a high source voltage generator which has been the main limitation in designing DE-based capacitors.

Paraules clau

Dielectric elastomersElectro-mechanical resonance syntonizationFrequency combsLow-power voltage generatorsSecondary hopf bifurcation

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista International Journal Of Mechanical Sciences a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2024 encara no hi ha indicis calculats, però el 2023, es trobava a la posició 7/183, aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Engineering, Mechanical. Destacable, igualment, el fet que la revista està posicionada per sobre del Percentil 90.

Independentment de l'impacte esperat determinat pel canal de difusió, és important destacar l'impacte real observat de la pròpia aportació.

Segons les diferents agències d'indexació, el nombre de citacions acumulades per aquesta publicació fins a la data 2025-06-02:

  • WoS: 4
  • Scopus: 4
  • OpenCitations: 4

Impacte i visibilitat social

Des de la dimensió d'influència o adopció social, i prenent com a base les mètriques associades a les mencions i interaccions proporcionades per agències especialitzades en el càlcul de les denominades "Mètriques Alternatives o Socials", podem destacar a data 2025-06-02:

  • L'ús, des de l'àmbit acadèmic evidenciat per l'indicador de l'agència Altmetric referit com a agregacions realitzades pel gestor bibliogràfic personal Mendeley, ens dona un total de: 8.
  • L'ús d'aquesta aportació en marcadors, bifurcacions de codi, afegits a llistes de favorits per a una lectura recurrent, així com visualitzacions generals, indica que algú està fent servir la publicació com a base del seu treball actual. Això pot ser un indicador destacat de futures cites més formals i acadèmiques. Aquesta afirmació està avalada pel resultat de l'indicador "Capture", que aporta un total de: 8 (PlumX).

Amb una intenció més de divulgació i orientada a audiències més generals, podem observar altres puntuacions més globals com:

  • El Puntuació total de Altmetric: 2.35.
  • El nombre de mencions a la xarxa social X (abans Twitter): 3 (Altmetric).

Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

Aquest treball s'ha realitzat amb col·laboració internacional, concretament amb investigadors de: Canada; United States of America.

Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Últim Autor (MONTANS LEAL, FRANCISCO JAVIER).

l'autor responsable d'establir les tasques de correspondència ha estat MONTANS LEAL, FRANCISCO JAVIER.