单畴液晶弹性体

热驱动大变形

通过热-机械-向列耦合模型精确模拟其各向异性力学行为，尤其适合模拟人工肌肉和软体机器人的热响应变形。

Weida, Kang · Qian, Cheng · Changyue, Liu · 王志坚 · 李东风 · 梁旭东

Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2025

技术优势

软弹性捕捉更准

引入半软弹性能量，模型能描述指向矢旋转引起的低应力大变形平台，与实验数据高度吻合。

直接商用软件仿真

模型已离散化并嵌入ABAQUS，研究者无需自建求解器即可模拟LCE结构响应。

揭示穿孔片孔不敏感

模型阐明了穿孔LCE片中孔尺寸不敏感的机制：各向异性增强与指向矢取向相互补偿，有助于设计容损软器件。

应用场景

• 软体机器人：用热响应LCE驱动器实现无系绳的变形与运动控制。
• 人工肌肉：提供可逆大应变驱动，模拟肌肉收缩功能。
• 响应性生物医学器件：利用温度触发形变，实现微创植入器件的按需展开。