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摘要：本发明提供一种基于团簇微观结构分析的IPMC驱动模型的构造方法及系统，涉及材料结构设计技术领域，本发明首先选择典型的IPMC样品并切割至厚度100nm以下，通过高分辨率透射电子显微镜捕捉纳米团簇的分布和形态，利用小角X射线散射设备记录散射图谱并计算纳米团簇的平均半径和内部结构。在分子动力学模拟软件中建立团簇结构模型，设置温度、频率和电场强度等模拟参数并记录离子行为。通过遗传算法优化模拟参数以最大化驱动效率，并在有限元分析软件中仿真IPMC性能。根据仿真结果选择合适的单体和交联剂合成新的离子聚合物，测量其电场响应和耐疲劳性能，并调整化学成分和金属复合层结构以满足目标需求。

主权项：1.基于团簇微观结构分析的IPMC驱动模型的构造方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：选择包含典型离子聚合物和金属复合层结构的IPMC样品，对样品进行切割，使得样品厚度在100nm以下；步骤2：通过分辨率达到亚纳米级别的高分辨率透射电子显微镜采集样品的图像，记录纳米团簇的分布和形态；步骤3：通过小角X射线散射设备记录样品的散射图谱，并建立数学模型拟合散射数据，计算纳米团簇的平均半径并记录内部结构；步骤4：在分子动力学模拟软件中根据纳米团簇的分布、形态以及纳米团簇的平均半径和内部结构建立团簇结构模型，设置模拟参数并运行模拟，记录在设定的模拟参数下作用在纳米团簇的离子上的电场力以及离子的位置变化和速度，所述模拟参数包括温度、频率和电场强度；步骤5：将电场施加在IPMC材料上的电能作为输入功率，IPMC材料在电场作用下产生的机械能作为输出功率，基于输入功率和输出功率生成用于反映电场驱动效率的适应度函数，以适应度函数的驱动效率最大化为优化目标，通过遗传算法对模拟参数的取值进行优化；步骤6：在有限元分析软件中输入优化之后的模拟参数，建立IPMC的仿真模型，运行仿真模型，记录IPMC材料在优化之后的模拟参数作用下的弯曲角度和响应时间；步骤7：根据实际需求选择合适的单体和交联剂，根据目标性能按照IPMC仿真模型合成新的离子聚合物，测量新的离子聚合物在不同频率电场下的弯曲角度和响应时间，通过疲劳测试仪评估新的离子聚合物的耐疲劳性能，根据耐疲劳性能调整离子聚合物中的化学成分和金属复合层结构，使得耐疲劳性能达到目标需求，所述目标性能包括导电性、机械强度和形变能力。

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百度查询： 延安大学 基于团簇微观结构分析的IPMC驱动模型的构造方法及系统