电活性聚合物在汽车工业上的应用研究

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1、清华大学电活性聚合物在汽车工业上的应用研究ElectroactivePolymersinAutomotiveApplications(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：汽车工程系学科：机械工程研究生：马瑞思指导教师:郑四发教授二○一六年六月关于论文使用授权的说明本人完全了解清华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要摘要

2、在乘用车开发过程中，工程师和汽车设计师面临着安全性、驾驶体验和经济与生态效益三个目标的权衡。以提高某一方面性能为目标的车辆优化设计通常会降低其它一项或两项约束目标的性能。考虑到当前汽车工业面临的挑战，例如涉及经济性和安全性的法律法规以及迅速提高的消费者需求，找到新的有效控制上述目标的方法就尤为重要。材料科学和智能机电是其中的选择。本文将概述电活性聚合物（EAP）材料组和其带来的新的设计方式是如何提高汽车安全性、驾驶体验和经济与生态效益的。首先介绍了电活性聚合物材料组的驱动原理和典型的生产流程。并结合上述目标，展示了汽车

3、不同领域和不同发展阶段EAPs的应用实例。然后，通过比较和评估，研究了这项技术相比于其他驱动技术如压电、机电和液力系统在车辆领域的技术竞争力。在这个过程中,通过研究文献和行业出版物里给出的性能图，使用特殊的算法并根据不同的指标如功率密度或驱动准确性对每种驱动技术进行了评价。这些标准结合了汽车的不同应用实例，通过使用不同的权重来确定每种应用最合适的驱动技术。最后一章说明了全球电活性聚合物产业的发展现状。结论中，将会总结电活性聚合物技术的发展和对量产车的重要性，并给出其应用前景。关键词：汽车；电活性聚合物；噪声、振动和不平

4、顺性(NVH)；材料科学；驱动器AbstractAbstractDuringthedevelopmentoftoday'spassengercars,engineersandvehicledesignersfaceanareaoftensionbetweenthreedifferentpoles,whicharesafety,drivingexperienceandefficiency.Optimizingavehicledesignforthebenefitofoneofthesethreegoalsusuallyr

5、esultsindisadvantagesforoneorbothotherareasofconstraint.Consideringthecurrentchallengestheautomotiveindustryhastoface,e.g.legislativeregulationsconcerningvehicleefficiencyandsafetyaswellasincreasingcustomerdemands,itiscrucialtofindnewsolutionstomastertheareaofte

6、nsionexplainedabove.Materialscienceandintelligentmechatronicscanbeoneofthese.Thisthesisshallgiveanoverviewhowthematerialgroupofelectroactivepolymers(EAPs)andthenewdesignpossibilitiestheybringalongmayenhancedrivingsafety,experienceandefficiency.Firstofall,themate

7、rialgroupofelectroactivepolymers,theiractuationprinciplesandtypicalproductionprocesseswillbeintroduced.Subsequently,applicationexamplesforEAPsfromdifferentvehicledomainsandofvariousmaturitystageswillbepresented.Theirmainpurposeisrelatedtooneoracombinationoftheth

8、reefieldsexplainedabove.Inthenextstep,thetechnicalcompetitivenessofthisnewtechnologyagainstotheractuationtechnologiesapplicableinthevehicleshallbeinvestigatedbycarryi