خمش ناشی از تورم در هیدروژل دولایه: رهیافت نیمه تحلیلی و عددی

طراحی دقیق و کارآمد حسگرها و عملگرهای ساخته از شده از هیدروژل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک روش نیمه تحلیلی برای حل مسئله خمش ناشی از تورم هیدروژل در سازه ی دولایه در شرایط کرنش صفحه ای ارایه می شود. سازه ی دولایه از هیدروژل و الاستومر تشکیل شده است. اتصال بین دو لایه به صورت ایده آل فرض شده است. همچنین، مسئله ی طرح شده به کمک ابزار اجزا محدود با بهره گیری از کد UHYPER در نرم افزار ABAQUS نیز شبیه سازی شده است. برای بررسی صحت و دقت روش نیمه تحلیلی ارایه شده چند مثال به کمک روش نیمه تحلیلی و اجزا محدود حل شده است. تطابق خوبی بین نتایج روش نیمه تحلیلی ارایه شده و روش اجزا محدود مشاهده می شود. تغییرشکل و توزیع تنش در لایه ها با پارامتر مواد مختلف، به کمک روش نیمه تحلیلی و اجزا محدود ارایه شده است. در نهایت، تاثیر چگالی اتصالات عرضی شبکه ی پلیمری لایه ی هیدروژل بر انحنا سازه ی دولایه بررسی شد.