介电弹性体(Dielectric Elastomer,DE)作为一种新型的柔性智能材料,具有大变形、响应快、高能量密度和价格低等特点,被认为是制作柔性机械结构的理想材料。介电弹性体发电机(Dielectric Elastomer Generator,DEG)基于可变电容原理,能将机械能转换为电能,在海洋能发电领域极具应用前景。介电弹性体发电环是介电型波浪能转换装置的能量吸收系统,由介电弹性体薄膜材料组成独立的环形结构,基于可变电容原理,将机械能转换为电能。介电弹性体发电环在应用阶段易发生失效,因此对介电弹性体发电环的力学特性研究具有重要意义,为今后设计和制造介电弹性体发电环提供理论指导。本文的主要研究内容如下:(1)介电弹性体材料的力学特性研究。介电弹性体材料是一种具有几何大变形的超弹性材料,具有非线性力学特性。精确地描述介电弹性体材料的本构关系是建立介电弹性体发电环力学模型的基础。介绍了介电弹性体材料力学特性的基本理论,描述了介电弹性体材料大变形应变和力电转换机理,介绍了基于Neo-Hooken、Mooney-Rivlin、Yeoh以及Ogden四种超弹性本构模型,并对影响介电弹性体材料材料的力学特性的因素进行探究。设计了纯剪切拉伸实验,获取相应影响因素条件下的实验数据,分析实验数据及规律。在COMSOL软件的优化模块中,对实验数据进行拟合比较,最终选取Mooney-Rivlin超弹性本构模型并确定超弹性本构模型参数。(2)介电弹性体发电环的力学建模与仿真分析。根据受力关系,建立发电环的静力学模型,然后根据选取的Mooney-Rivlin超弹性本构模型建立动力学模型。分析了在纯压力作用及力电作用下的准静态稳定性及动力学响应,并讨论了发电环的厚度、压力、频率、电压、预拉伸等因素对发电环运动特性的影响。(3)介电弹性体发电环的实验研究。设计并研发了一个充气膨胀式介电弹性体发电环实验测试的实验平台,制作了介电弹性体发电环的实验样机,从发电环壁厚、压力、频率、温度、电极、预拉伸和电压等因素对发电环进行力学性能实验研究。实验研究表明:(1)增加发电环的壁厚能提高发电环的强度,施加压力载荷越大,发电环越容易发生破坏;(2)增加电极材料的涂覆面积能增大发电环变形的阻力,相同条件下增加电压会使阻力变小;(3)预拉伸对DEG发电环起着双重作用,一方面预拉伸越大,发电环的临界气压值越大,可以提高稳定性,另一方面预拉伸越大会使起皱电压降低;(4)在频率0.5～4Hz范围内,发电环薄膜的弹性模量和介电常数二者会受到频率的影响,弹性模量受影响作用变化较大;(5)在温度-60℃～60℃范围内,发电环薄膜的弹性模量和介电常数二者会受到温度的影响,温度在-60℃～0℃范围内弹性模量受影响作用变化较大。