自激振荡是一种系统在恒定的外部刺激下发生周期性变化的现象。近年来,基于液晶弹性体的光驱动自激振荡系统因在能量采集、软机器人、医疗设备和微纳米器件等许多领域具有广泛的应用潜力而受到广泛关注。在许多主动材料系统中已经构造了不同结构和运动模式的自激振荡。特别地,液晶弹性体是由液晶单体分子交联形成的聚合物网络结构,其在受到光、热、电、磁等外场刺激时,液晶单体分子会旋转或发生相变以改变构型,从而引起宏观变形。液晶弹性体具有响应变形快速、变形可恢复和无噪音等优势。然而,对基于液晶弹性体的各种自激振动系统的设计和研究大多集中在实验领域,理论建模是十分匮乏的,对其自激运动内在机制和细节揭示不够充分,同时目前自激振荡系统和运动模式也不够丰富,限制了这些自激振动系统在传统行业及新型科技领域的应用。所以本文基于液晶弹性体依次设计了液晶弹性体自激转子、两个自激振子耦合同步结构、液晶弹性体气球、液晶弹性体倒立摆等多类新型自激振荡体系,并阐述其内在自激机理。本文主要开展了以下几方面工作:首先,设计了一种自激振荡转子系统,该系统由一个绕轴旋转的液晶弹性体转子组成的。进行详细的力学分析推导,得到系统运动控制方程,经过数值计算发现,该系统有三种运动模式,即静态模式、振荡模式和旋转模式。根据运动动力学,详细阐明了自激振荡和自激旋转的机理。并讨论了系统参数对自激振荡振幅的具体影响,为自激振荡的具体设计提供了依据。其次,在上一章的基础上,设计了两个耦合光响应液晶弹性体自激振子结构,主要研究两个自激振子之间的相互作用和群体行为。经过数值计算发现,该系统的自激振荡具有同相位同步模式和反相位同步模式两种同步模式。绘制各个物理量的时间历程图,并阐明了自激振荡的机理。还系统地研究了初始条件、收缩系数、光强和阻尼系数对自激振荡及两种同步模式的影响。再次,设计了一个自振荡的液晶弹性体气球体系。建立理论模型并进行数值求解,发现液晶弹性体气球之所以能够自持续膨胀收缩,是由于涂层的自遮光效应,自由的液晶弹性体气球在恒定均匀的环境光照下能够自振荡。周期性振荡可以通过内部自我调节反馈机制自我维持,即液晶弹性体膜的光驱动收缩和松弛与气球的膨胀/收缩过程耦合。恒定的环境光照转化为液晶弹性体膜张力,产生的正净功,从而补偿系统的阻尼耗散。还对系统参数进行了详细的分析,计算出各种参数对自振荡气球系统的触发条件,并讨论了参数是如何影响系统振荡的振幅和频率。最后,设计了一种新的自稳定倒立摆系统。它由一个V形液晶弹性体杆组成,可以在稳定的光照下围绕中心轴自主振荡。数值计算表明倒立摆系统总是演化为静止态或自稳定振荡态。通过倒立摆重力矩的反转,阐明了自稳定振荡的机理。并讨论了各系统参数对倒立摆自激振荡振幅和频率的影响。设计以上的自激振荡结构并对其进行理论分析,大大的丰富了自激振荡系统的结构和模式,对目前较为匮乏的自激振动系统理论也进行了有效的补充,为各种自激振动新模式在未来的应用提供了足够的理论指导和支持。图[49]、参[72]