本文介绍了水凝胶的特点及在医药、微机械等领域的广阔的应用前景和发展趋势;阐述了研究水凝胶膨胀变形行为的必要性和重要性;总结概述了水凝胶在不同的外部刺激下变形的热力学机制和各种理论模型、本构关系和控制方程，并用新的模型和数值方法进一步研究外部刺激对水凝胶变形的影响。　　首先，基于扩散理论并结合热动力学模型，对温度敏感的水凝胶的膨胀变形进行了数值模拟，给出了关于膨胀率的定量的计算，以及外部环境变量对膨胀率的影响。　　其次，推导了对外部溶液pH值敏感的弱电离水凝胶和对离子强度敏感的强电离水凝胶的变形控制方程并对其力-电-化学耦合响应进行了数值模拟，讨论了外部环境变量对变形的影响，这对于更加深入和系统的了解水凝胶在医药领域的应用进行了有益的探索，具有一定的指导作用。　　最后，本文基于扩散理论推导了水凝胶在外电场中弯曲变形的多场耦合的控制方程，包括描述离子扩散的NP方程，描述电场的泊松方程，描述变形的机械方程，并运用新的无网格元方法对变形进行数值模拟，分析了外加电压、固定电荷密度等因素对变形的影响。　　论文最后总结全文工作，给出本文研究的丰要内容和尚需进一步深入研究的课题，提出今后的研究思路和方案。