介电弹性体膜在不均匀变形下的平衡与稳定性

介电弹性体在电压作用下具有较大的变形能力，在作致动器、传感器和发电机方面具有广阔的应用前景。由于大变形、非线性状态方程和多种失效模式，机电换能器过程建模一直具有挑战性。本文研究了介质弹性体的膜变形成一个平面外，轴对称形状，配置在一个家庭的商业设备称为通用肌肉执行器。

变形和电荷的运动学与热力学一起，导致了控制平衡状态的场方程，以及平衡状态稳定的条件。数值结果表明，膜中的场可以是非常不均匀的，并且膜容易受到几种失效模式的影响，包括电击穿、机电不稳定、张力损失和拉伸破裂。在设计时需要谨慎，在有效使用材料的同时，平衡避免各种故障模式的要求。