
Indexat a
Llicència i ús
Anàlisi d'autories institucional
Alibakhshi, AAutor o coautorBenitez, JmAutor o coautorMontans, FjAutor (correspondència)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
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
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.