Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে৷সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটিকে রেন্ডার করব।
অ্যাকচুয়েটরগুলি সর্বত্র ব্যবহৃত হয় এবং সঠিক উত্তেজনা শক্তি বা টর্ক প্রয়োগ করে উত্পাদন এবং শিল্প অটোমেশনে বিভিন্ন ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করে নিয়ন্ত্রিত গতি তৈরি করে।দ্রুত, ছোট এবং আরও দক্ষ ড্রাইভের প্রয়োজন ড্রাইভ ডিজাইনে উদ্ভাবন চালাচ্ছে।শেপ মেমরি অ্যালয় (SMA) ড্রাইভগুলি প্রচলিত ড্রাইভগুলির তুলনায় অনেকগুলি সুবিধা প্রদান করে, যার মধ্যে একটি উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত রয়েছে৷এই গবেষণাপত্রে, একটি দুই-পালক SMA-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটর তৈরি করা হয়েছিল যা জৈবিক সিস্টেমের পালক পেশীগুলির সুবিধা এবং SMA-এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে।এই গবেষণাটি বিমোডাল এসএমএ তারের বিন্যাসের উপর ভিত্তি করে নতুন অ্যাকচুয়েটরের একটি গাণিতিক মডেল তৈরি করে এবং পরীক্ষামূলকভাবে পরীক্ষা করে পূর্ববর্তী এসএমএ অ্যাকচুয়েটরগুলিকে অন্বেষণ করে এবং প্রসারিত করে।SMA ভিত্তিক পরিচিত ড্রাইভের তুলনায়, নতুন ড্রাইভের অ্যাকচুয়েশন ফোর্স কমপক্ষে 5 গুণ বেশি (150 N পর্যন্ত)।সংশ্লিষ্ট ওজন হ্রাস প্রায় 67%।গাণিতিক মডেলগুলির সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি ডিজাইনের প্যারামিটারগুলি টিউন করার জন্য এবং মূল পরামিতিগুলি বোঝার জন্য দরকারী।এই অধ্যয়নটি আরও একটি বহু-স্তরের Nth পর্যায় ড্রাইভ উপস্থাপন করে যা গতিবিদ্যাকে আরও উন্নত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।SMA-ভিত্তিক ডিপভালেরেট পেশী অ্যাকচুয়েটরগুলির বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, বিল্ডিং অটোমেশন থেকে শুরু করে নির্ভুল ওষুধ সরবরাহ ব্যবস্থা।
জৈবিক ব্যবস্থা, যেমন স্তন্যপায়ী প্রাণীদের পেশী কাঠামো, অনেক সূক্ষ্ম অ্যাকচুয়েটর সক্রিয় করতে পারে।স্তন্যপায়ী প্রাণীদের বিভিন্ন পেশী গঠন রয়েছে, প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট উদ্দেশ্য পরিবেশন করে।যাইহোক, স্তন্যপায়ী পেশী টিস্যুর গঠনের বেশিরভাগ অংশকে দুটি বিস্তৃত শ্রেণীতে ভাগ করা যায়।সমান্তরাল এবং pennate.হ্যামস্ট্রিং এবং অন্যান্য ফ্লেক্সরে, নাম অনুসারে, সমান্তরাল পেশীতে কেন্দ্রীয় টেন্ডনের সমান্তরাল পেশী তন্তু রয়েছে।পেশী তন্তুগুলির চেইনটি তাদের চারপাশে সংযোজক টিস্যু দ্বারা সারিবদ্ধ এবং কার্যকরীভাবে সংযুক্ত থাকে।যদিও এই পেশীগুলির একটি বৃহৎ পরিভ্রমণ (শতাংশ সংক্ষিপ্তকরণ) আছে বলা হয়, তবে তাদের সামগ্রিক পেশী শক্তি খুবই সীমিত।বিপরীতে, ট্রাইসেপস বাছুরের পেশী ২ (পার্শ্বিক গ্যাস্ট্রোকনেমিয়াস (জিএল)3, মিডিয়াল গ্যাস্ট্রোকনেমিয়াস (জিএম) 4 এবং সোলিয়াস (এসওএল)) এবং এক্সটেনসর ফেমোরিস (কোয়াড্রিসেপস) 5,6 পেনেট পেশী টিস্যু প্রতিটি পেশীতে পাওয়া যায়7।একটি পিনেট কাঠামোতে, বাইপেনেট পেশীর পেশী তন্তুগুলি কেন্দ্রীয় টেন্ডনের উভয় পাশে তির্যক কোণে (পিনেট কোণ) উপস্থিত থাকে।Pennate ল্যাটিন শব্দ "penna" থেকে এসেছে, যার অর্থ "পেন" এবং, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে।1 একটি পালকের মত চেহারা আছে।পেনেট পেশীগুলির তন্তুগুলি ছোট এবং পেশীর অনুদৈর্ঘ্য অক্ষের সাথে কোণযুক্ত।পিনেট গঠনের কারণে, এই পেশীগুলির সামগ্রিক গতিশীলতা হ্রাস পায়, যা সংক্ষিপ্তকরণ প্রক্রিয়ার অনুপ্রস্থ এবং অনুদৈর্ঘ্য উপাদানগুলির দিকে পরিচালিত করে।অন্যদিকে, শারীরবৃত্তীয় ক্রস-বিভাগীয় এলাকা পরিমাপ করার উপায়ের কারণে এই পেশীগুলির সক্রিয়করণ সামগ্রিকভাবে উচ্চতর পেশী শক্তির দিকে পরিচালিত করে।অতএব, একটি প্রদত্ত ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চলের জন্য, পেনেট পেশীগুলি শক্তিশালী হবে এবং সমান্তরাল ফাইবারগুলির সাথে পেশীগুলির তুলনায় উচ্চ শক্তি তৈরি করবে।পৃথক ফাইবার দ্বারা উত্পন্ন শক্তিগুলি সেই পেশী টিস্যুতে একটি ম্যাক্রোস্কোপিক স্তরে পেশী শক্তি তৈরি করে।তদতিরিক্ত, এটিতে দ্রুত সংকোচন, প্রসার্য ক্ষতির বিরুদ্ধে সুরক্ষা, কুশনিংয়ের মতো অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে।এটি ফাইবার ইনপুট এবং পেশী পাওয়ার আউটপুটের মধ্যে সম্পর্ককে রূপান্তরিত করে ফাইবার বিন্যাসের অনন্য বৈশিষ্ট্য এবং জ্যামিতিক জটিলতাকে কাজে লাগিয়ে পেশীর কর্মের লাইনের সাথে যুক্ত।
একটি বিমোডাল পেশীবহুল আর্কিটেকচারের সাথে বিদ্যমান SMA-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটর ডিজাইনের পরিকল্পিত চিত্র দেখানো হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ (a), স্পর্শক শক্তির মিথস্ক্রিয়াকে প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে SMA তারের দ্বারা সঞ্চালিত একটি হাত-আকৃতির ডিভাইসটি একটি দ্বি-চাকার স্বায়ত্তশাসিত মোবাইল রোবট9,10-এ মাউন্ট করা হয়।, (খ) রোবোটিক অরবিটাল প্রস্থেসিস বিরোধীভাবে স্থাপিত SMA স্প্রিং-লোডেড অরবিটাল প্রস্থেসিস।কৃত্রিম চোখের অবস্থান চোখের অকুলার পেশী থেকে একটি সংকেত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় 11, (c) SMA অ্যাকচুয়েটরগুলি তাদের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া এবং কম ব্যান্ডউইথের কারণে জলের নীচে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ।এই কনফিগারেশনে, SMA অ্যাকচুয়েটরগুলি মাছের গতিবিধি অনুকরণ করে তরঙ্গ গতি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, (d) SMA অ্যাকচুয়েটরগুলি একটি মাইক্রো পাইপ পরিদর্শন রোবট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যা ইঞ্চি কীট গতি নীতি ব্যবহার করতে পারে, চ্যানেল 10 এর ভিতরে SMA তারের গতিবিধি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, (ই) সংকোচনের দিক দেখায় পেশী ফাইবার এবং ফোর্স টাইমস (ডি) টাইম টাইমস এবং ফোর্স টাইম ইনস্ট্রাকশন। পেননেট পেশী গঠনে পেশী ফাইবার আকারে সাজানো হয়।
অ্যাকচুয়েটররা তাদের বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের কারণে যান্ত্রিক সিস্টেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হয়ে উঠেছে।অতএব, ছোট, দ্রুত এবং আরও দক্ষ ড্রাইভের প্রয়োজনীয়তা গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।তাদের সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, ঐতিহ্যগত ড্রাইভগুলি রক্ষণাবেক্ষণের জন্য ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ বলে প্রমাণিত হয়েছে।হাইড্রোলিক এবং বায়ুসংক্রান্ত অ্যাকুয়েটরগুলি জটিল এবং ব্যয়বহুল এবং পরিধান, তৈলাক্তকরণ সমস্যা এবং উপাদান ব্যর্থতার বিষয়।চাহিদার প্রতিক্রিয়া হিসাবে, স্মার্ট উপকরণের উপর ভিত্তি করে ব্যয়-কার্যকর, আকার-অপ্টিমাইজ করা এবং উন্নত অ্যাকচুয়েটরগুলির বিকাশের উপর ফোকাস করা হয়।চলমান গবেষণা এই প্রয়োজন মেটাতে শেপ মেমরি অ্যালয় (এসএমএ) স্তরযুক্ত অ্যাকচুয়েটরগুলির দিকে তাকিয়ে রয়েছে।ক্রমবর্ধিত এবং প্রসারিত কার্যকারিতা প্রদানের জন্য তারা জ্যামিতিকভাবে জটিল ম্যাক্রো স্কেল সাবসিস্টেমগুলিতে অনেক বিযুক্ত অ্যাকচুয়েটরকে একত্রিত করার ক্ষেত্রে অনন্য।এই বিষয়ে, উপরে বর্ণিত মানুষের পেশী টিস্যু এই ধরনের বহুস্তরযুক্ত অ্যাকচুয়েশনের একটি চমৎকার বহুস্তরযুক্ত উদাহরণ প্রদান করে।বর্তমান অধ্যয়নটি বিমোডাল পেশীগুলিতে উপস্থিত ফাইবার ওরিয়েন্টেশনের সাথে সংযুক্ত বেশ কয়েকটি পৃথক ড্রাইভ উপাদান (এসএমএ তার) সহ একটি বহু-স্তরের এসএমএ ড্রাইভ বর্ণনা করে, যা সামগ্রিক ড্রাইভ কর্মক্ষমতা উন্নত করে।
একটি অ্যাকুয়েটরের মূল উদ্দেশ্য হল বৈদ্যুতিক শক্তিকে রূপান্তর করে বল এবং স্থানচ্যুতির মতো যান্ত্রিক শক্তি উৎপাদন করা।শেপ মেমরি অ্যালয় হল এক শ্রেণীর "স্মার্ট" উপকরণ যা উচ্চ তাপমাত্রায় তাদের আকৃতি পুনরুদ্ধার করতে পারে।উচ্চ লোডের অধীনে, SMA তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি আকৃতি পুনরুদ্ধারের দিকে পরিচালিত করে, যার ফলে বিভিন্ন সরাসরি বন্ধনযুক্ত স্মার্ট সামগ্রীর তুলনায় উচ্চতর অ্যাকচুয়েশন শক্তি ঘনত্ব হয়।একই সময়ে, যান্ত্রিক লোডের অধীনে, এসএমএগুলি ভঙ্গুর হয়ে যায়।নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে, একটি চক্রীয় লোড যান্ত্রিক শক্তি শোষণ এবং মুক্তি দিতে পারে, বিপরীত হিস্টেরেটিক আকৃতির পরিবর্তনগুলি প্রদর্শন করে।এই অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি SMA কে সেন্সর, কম্পন স্যাঁতসেঁতে এবং বিশেষ করে অ্যাকুয়েটর 12 এর জন্য আদর্শ করে তোলে।এটি মাথায় রেখে, SMA-ভিত্তিক ড্রাইভগুলিতে প্রচুর গবেষণা হয়েছে।এটি লক্ষ করা উচিত যে SMA-ভিত্তিক অ্যাকুয়েটরগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণমান গতি প্রদান করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে 13,14,15।যদিও কিছু রোটারি অ্যাকচুয়েটর তৈরি করা হয়েছে, গবেষকরা লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরগুলিতে বিশেষভাবে আগ্রহী।এই রৈখিক অ্যাকচুয়েটরগুলিকে তিন ধরণের অ্যাকুয়েটরগুলিতে ভাগ করা যায়: এক-মাত্রিক, স্থানচ্যুতি এবং ডিফারেনশিয়াল অ্যাকুয়েটর 16।প্রাথমিকভাবে, হাইব্রিড ড্রাইভগুলি এসএমএ এবং অন্যান্য প্রচলিত ড্রাইভগুলির সাথে সমন্বয়ে তৈরি করা হয়েছিল।এসএমএ-ভিত্তিক হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরের এরকম একটি উদাহরণ হল প্রায় 100 N এবং উল্লেখযোগ্য স্থানচ্যুতি 17 এর আউটপুট বল প্রদান করতে একটি DC মোটর সহ একটি SMA তারের ব্যবহার।
সম্পূর্ণরূপে SMA-এর উপর ভিত্তি করে ড্রাইভের প্রথম বিকাশগুলির মধ্যে একটি হল SMA সমান্তরাল ড্রাইভ।একাধিক SMA তার ব্যবহার করে, SMA-ভিত্তিক সমান্তরাল ড্রাইভটি সমস্ত SMA18 তারগুলিকে সমান্তরালে রেখে ড্রাইভের পাওয়ার ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।অ্যাকচুয়েটরগুলির সমান্তরাল সংযোগের জন্য কেবল আরও শক্তির প্রয়োজন হয় না, তবে একটি একক তারের আউটপুট শক্তিও সীমাবদ্ধ করে।এসএমএ ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটরদের আরেকটি অসুবিধা হল সীমিত ভ্রমণ তারা অর্জন করতে পারে।এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, স্থানচ্যুতি বৃদ্ধি এবং রৈখিক গতি অর্জনের জন্য একটি বিচ্যুত নমনীয় রশ্মি সহ একটি SMA তারের রশ্মি তৈরি করা হয়েছিল, কিন্তু উচ্চতর বল তৈরি করেনি।শেপ মেমরি অ্যালয়েসের উপর ভিত্তি করে রোবটগুলির জন্য নরম বিকৃত কাঠামো এবং কাপড়গুলি প্রাথমিকভাবে প্রভাব পরিবর্ধনের জন্য 20,21,22 তৈরি করা হয়েছে।অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য যেখানে উচ্চ গতির প্রয়োজন হয়, কমপ্যাক্ট চালিত পাম্পগুলি মাইক্রোপাম্প চালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পাতলা ফিল্ম এসএমএ ব্যবহার করে রিপোর্ট করা হয়েছে23৷পাতলা ফিল্ম এসএমএ ঝিল্লির ড্রাইভ ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভারের গতি নিয়ন্ত্রণের একটি মূল কারণ।অতএব, এসএমএ স্প্রিং বা রড মোটরগুলির তুলনায় এসএমএ লিনিয়ার মোটরগুলির একটি ভাল গতিশীল প্রতিক্রিয়া রয়েছে।সফট রোবোটিক্স এবং গ্রিপিং টেকনোলজি হল অন্য দুটি অ্যাপ্লিকেশন যা এসএমএ-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটর ব্যবহার করে।উদাহরণস্বরূপ, 25 এন স্পেস ক্ল্যাম্পে ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড অ্যাকচুয়েটর প্রতিস্থাপন করার জন্য, একটি আকৃতি মেমরি অ্যালয় সমান্তরাল অ্যাকচুয়েটর 24 তৈরি করা হয়েছিল।অন্য একটি ক্ষেত্রে, একটি SMA সফ্ট অ্যাকচুয়েটর তৈরি করা হয়েছিল একটি এমবেডেড ম্যাট্রিক্স সহ একটি তারের উপর ভিত্তি করে যা 30 N এর সর্বাধিক টানা শক্তি তৈরি করতে সক্ষম। তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, SMA গুলি জৈবিক ঘটনাকে অনুকরণ করে এমন অ্যাকুয়েটর তৈরি করতেও ব্যবহৃত হয়।এরকম একটি বিকাশের মধ্যে রয়েছে একটি 12-কোষের রোবট যা SMA সহ একটি কেঁচো-সদৃশ জীবের একটি বায়োমিমেটিক যা আগুনে সাইনোসয়েডাল গতি তৈরি করে 26,27।
পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, বিদ্যমান SMA-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটর থেকে প্রাপ্ত সর্বাধিক শক্তির একটি সীমা রয়েছে।এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, এই গবেষণাটি একটি বায়োমিমেটিক বিমোডাল পেশী গঠন উপস্থাপন করে।আকৃতি মেমরি খাদ তারের দ্বারা চালিত.এটি একটি শ্রেণীবিন্যাস ব্যবস্থা প্রদান করে যা বিভিন্ন আকৃতির মেমরি খাদ তারের অন্তর্ভুক্ত করে।আজ অবধি, সাহিত্যে অনুরূপ স্থাপত্য সহ কোনও SMA-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটর রিপোর্ট করা হয়নি।এসএমএ ভিত্তিক এই অনন্য এবং অভিনব সিস্টেমটি বিমোডাল পেশী প্রান্তিককরণের সময় এসএমএর আচরণ অধ্যয়নের জন্য তৈরি করা হয়েছিল।বিদ্যমান এসএমএ-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটরগুলির তুলনায়, এই গবেষণার লক্ষ্য ছিল একটি বায়োমিমেটিক ডিপভালেরেট অ্যাকুয়েটর তৈরি করা যাতে একটি ছোট আয়তনে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর শক্তি তৈরি করা যায়।HVAC বিল্ডিং অটোমেশন এবং কন্ট্রোল সিস্টেমে ব্যবহৃত প্রচলিত স্টেপার মোটর চালিত ড্রাইভের তুলনায়, প্রস্তাবিত SMA-ভিত্তিক বিমোডাল ড্রাইভ ডিজাইন ড্রাইভ মেকানিজমের ওজন 67% কমিয়ে দেয়।নিম্নলিখিত, "পেশী" এবং "ড্রাইভ" শব্দগুলি পরস্পর বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহৃত হয়।এই গবেষণাটি এই জাতীয় ড্রাইভের মাল্টিফিজিক্স সিমুলেশন তদন্ত করে।এই ধরনের সিস্টেমের যান্ত্রিক আচরণ পরীক্ষামূলক এবং বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছে।বল এবং তাপমাত্রা বন্টন 7 V এর একটি ইনপুট ভোল্টেজে আরও তদন্ত করা হয়েছিল। পরবর্তীকালে, মূল পরামিতি এবং আউটপুট শক্তির মধ্যে সম্পর্ক আরও ভালভাবে বোঝার জন্য একটি প্যারামেট্রিক বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।অবশেষে, হায়ারার্কিকাল অ্যাকচুয়েটরদের কল্পনা করা হয়েছে এবং কৃত্রিম প্রয়োগের জন্য অ-চৌম্বকীয় অ্যাকুয়েটরদের জন্য একটি সম্ভাব্য ভবিষ্যত ক্ষেত্র হিসাবে শ্রেণিবদ্ধ স্তরের প্রভাবগুলি প্রস্তাব করা হয়েছে।উল্লিখিত গবেষণার ফলাফল অনুসারে, একটি একক-পর্যায়ের স্থাপত্যের ব্যবহার রিপোর্ট করা SMA-ভিত্তিক অ্যাকচুয়েটরগুলির চেয়ে কমপক্ষে চার থেকে পাঁচ গুণ বেশি শক্তি তৈরি করে।উপরন্তু, একটি মাল্টি-লেভেল মাল্টি-লেভেল ড্রাইভ দ্বারা উত্পন্ন একই ড্রাইভ ফোর্স প্রচলিত SMA-ভিত্তিক ড্রাইভের দশ গুণেরও বেশি দেখানো হয়েছে।অধ্যয়ন তারপর বিভিন্ন ডিজাইন এবং ইনপুট ভেরিয়েবলের মধ্যে সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ ব্যবহার করে মূল পরামিতি রিপোর্ট করে।SMA তারের প্রাথমিক দৈর্ঘ্য (\(l_0\)), পিনেট অ্যাঙ্গেল (\(\alpha\)) এবং প্রতিটি পৃথক স্ট্র্যান্ডে একক স্ট্র্যান্ডের সংখ্যা (n) চালিকা শক্তির মাত্রার উপর একটি শক্তিশালী নেতিবাচক প্রভাব ফেলে।শক্তি, যখন ইনপুট ভোল্টেজ (শক্তি) ইতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত হতে দেখা গেছে।
SMA তার নিকেল-টাইটানিয়াম (Ni-Ti) সংকর ধাতু পরিবারে দেখা আকৃতি মেমরি প্রভাব (SME) প্রদর্শন করে।সাধারণত, SMA গুলি দুটি তাপমাত্রা নির্ভর পর্যায় প্রদর্শন করে: একটি নিম্ন তাপমাত্রার পর্যায় এবং একটি উচ্চ তাপমাত্রার পর্যায়।বিভিন্ন স্ফটিক কাঠামোর উপস্থিতির কারণে উভয় পর্যায়েই অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে।রূপান্তর তাপমাত্রার উপরে বিদ্যমান অস্টিনাইট ফেজ (উচ্চ তাপমাত্রার পর্যায়) এ, উপাদানটি উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করে এবং লোডের অধীনে খারাপভাবে বিকৃত হয়।খাদ স্টেইনলেস স্টিলের মতো আচরণ করে, তাই এটি উচ্চতর অ্যাকচুয়েশন চাপ সহ্য করতে সক্ষম।Ni-Ti সংকর ধাতুগুলির এই সম্পত্তির সুবিধা গ্রহণ করে, SMA তারগুলি একটি অ্যাকচুয়েটর গঠনের জন্য তির্যক হয়।বিভিন্ন পরামিতি এবং বিভিন্ন জ্যামিতির প্রভাবে SMA-এর তাপীয় আচরণের মৌলিক মেকানিক্স বোঝার জন্য উপযুক্ত বিশ্লেষণাত্মক মডেল তৈরি করা হয়।পরীক্ষামূলক এবং বিশ্লেষণাত্মক ফলাফলের মধ্যে ভাল চুক্তি প্রাপ্ত হয়েছিল।
SMA-এর উপর ভিত্তি করে একটি বিমোডাল ড্রাইভের কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য চিত্র 9a-তে দেখানো প্রোটোটাইপের উপর একটি পরীক্ষামূলক গবেষণা করা হয়েছিল।এই বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে দুটি, ড্রাইভ দ্বারা উত্পন্ন শক্তি (পেশী শক্তি) এবং এসএমএ তারের তাপমাত্রা (এসএমএ তাপমাত্রা), পরীক্ষামূলকভাবে পরিমাপ করা হয়েছিল।ড্রাইভের তারের পুরো দৈর্ঘ্য বরাবর ভোল্টেজের পার্থক্য বাড়ার সাথে সাথে জুল গরম করার প্রভাবের কারণে তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।ইনপুট ভোল্টেজ দুটি 10-s চক্রে প্রয়োগ করা হয়েছিল (চিত্র 2a, b-তে লাল বিন্দু হিসাবে দেখানো হয়েছে) প্রতিটি চক্রের মধ্যে 15-সেকেন্ডের শীতল সময়ের সাথে।ব্লকিং ফোর্স একটি পাইজোইলেকট্রিক স্ট্রেন গেজ ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং SMA তারের তাপমাত্রা বন্টন একটি বৈজ্ঞানিক-গ্রেড উচ্চ-রেজোলিউশন LWIR ক্যামেরা ব্যবহার করে রিয়েল টাইমে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল (সারণী 2 এ ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি দেখুন)।দেখায় যে উচ্চ ভোল্টেজ পর্যায়ে, তারের তাপমাত্রা একঘেয়েভাবে বৃদ্ধি পায়, কিন্তু যখন কোন কারেন্ট প্রবাহিত হয় না, তখন তারের তাপমাত্রা ক্রমাগত হ্রাস পায়।বর্তমান পরীক্ষামূলক সেটআপে, শীতল পর্যায়ে SMA তারের তাপমাত্রা কমে গিয়েছিল, কিন্তু এটি এখনও পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপরে ছিল।ডুমুর উপর.2e LWIR ক্যামেরা থেকে নেওয়া SMA তারের তাপমাত্রার একটি স্ন্যাপশট দেখায়।অন্যদিকে, ডুমুরে।2a ড্রাইভ সিস্টেম দ্বারা উত্পন্ন ব্লকিং বল দেখায়।যখন পেশী শক্তি স্প্রিং এর পুনরুদ্ধার শক্তি অতিক্রম করে, চলমান বাহু, যেমন চিত্র 9a দেখানো হয়েছে, নড়াচড়া শুরু করে।অ্যাকচুয়েশন শুরু হওয়ার সাথে সাথে চলমান বাহুটি সেন্সরের সংস্পর্শে আসে, একটি শারীরিক শক্তি তৈরি করে, যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।2c, d.যখন সর্বোচ্চ তাপমাত্রা \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) এর কাছাকাছি থাকে, তখন সর্বাধিক পর্যবেক্ষিত বল হয় 105 N।
গ্রাফটি এসএমএ তারের তাপমাত্রার পরীক্ষামূলক ফলাফল এবং দুটি চক্রের সময় এসএমএ-ভিত্তিক বিমোডাল অ্যাকুয়েটর দ্বারা উত্পন্ন বল দেখায়।ইনপুট ভোল্টেজ দুটি 10 সেকেন্ডের চক্রে (লাল বিন্দু হিসাবে দেখানো হয়েছে) প্রতিটি চক্রের মধ্যে 15 সেকেন্ডের শীতল সময়ের সাথে প্রয়োগ করা হয়।পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত SMA তারটি ছিল Dynalloy, Inc. থেকে 0.51 মিমি ব্যাসের ফ্লেক্সিনল তারের। (a) গ্রাফটি দুটি চক্রের উপর প্রাপ্ত পরীক্ষামূলক বল দেখায়, (c, d) PACEline CFT/5kN piezograph এর সর্বোচ্চ তাপমাত্রার সময় SMA ট্রান্সফোর্স, ট্রান্স ইলেকট্রিক টাইম দ্বারা চলমান আর্ম অ্যাকচুয়েটরের কর্মের দুটি স্বতন্ত্র উদাহরণ দেখায়। দুটি চক্র, (ই) FLIR ResearchIR সফ্টওয়্যার LWIR ক্যামেরা ব্যবহার করে SMA তার থেকে নেওয়া একটি তাপমাত্রার স্ন্যাপশট দেখায়।পরীক্ষায় জ্যামিতিক পরামিতিগুলিকে সারণীতে দেওয়া হয়েছে।এক.
গাণিতিক মডেলের সিমুলেশন ফলাফল এবং পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলিকে 7V এর একটি ইনপুট ভোল্টেজের শর্তে তুলনা করা হয়েছে, যেমনটি চিত্র.5 এ দেখানো হয়েছে।প্যারামেট্রিক বিশ্লেষণের ফলাফল অনুসারে এবং এসএমএ তারের অতিরিক্ত গরম হওয়ার সম্ভাবনা এড়াতে, অ্যাকুয়েটরকে 11.2 ওয়াট শক্তি সরবরাহ করা হয়েছিল।একটি প্রোগ্রামেবল ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই ইনপুট ভোল্টেজ হিসাবে 7V সরবরাহ করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল এবং তারের জুড়ে 1.6A এর কারেন্ট পরিমাপ করা হয়েছিল।কারেন্ট প্রয়োগ করা হলে ড্রাইভ দ্বারা উত্পন্ন বল এবং SDR এর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।7V এর একটি ইনপুট ভোল্টেজ সহ, প্রথম চক্রের সিমুলেশন ফলাফল এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে প্রাপ্ত সর্বোচ্চ আউটপুট বল যথাক্রমে 78 N এবং 96 N।দ্বিতীয় চক্রে, সিমুলেশন এবং পরীক্ষামূলক ফলাফলের সর্বোচ্চ আউটপুট বল ছিল যথাক্রমে 150 N এবং 105 N।অক্লুশন ফোর্স পরিমাপ এবং পরীক্ষামূলক ডেটার মধ্যে পার্থক্য অক্লুশন বল পরিমাপ করার জন্য ব্যবহৃত পদ্ধতির কারণে হতে পারে।পরীক্ষামূলক ফলাফল ডুমুর দেখানো হয়েছে.5a লকিং ফোর্সের পরিমাপের সাথে মিলে যায়, যা পরিমাপ করা হয়েছিল যখন ড্রাইভ শ্যাফ্ট PACEline CFT/5kN পাইজোইলেকট্রিক ফোর্স ট্রান্সডুসারের সংস্পর্শে ছিল, যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।2 সে.অতএব, যখন কুলিং জোনের শুরুতে ড্রাইভ শ্যাফ্ট ফোর্স সেন্সরের সংস্পর্শে থাকে না, তখন বল অবিলম্বে শূন্য হয়ে যায়, যেমনটি চিত্র 2d-এ দেখানো হয়েছে।এছাড়াও, অন্যান্য পরামিতিগুলি যা পরবর্তী চক্রে বল গঠনকে প্রভাবিত করে তা হল শীতল সময়ের মান এবং পূর্ববর্তী চক্রে সংবহনশীল তাপ স্থানান্তরের সহগ।ডুমুর থেকে।2b, এটি দেখা যায় যে 15 সেকেন্ডের শীতল সময়ের পরে, SMA তারটি ঘরের তাপমাত্রায় পৌঁছায়নি এবং তাই প্রথম চক্রের তুলনায় দ্বিতীয় ড্রাইভিং চক্রে উচ্চতর প্রাথমিক তাপমাত্রা (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) ছিল (\(25\, ^{\circ}\hbox})।এইভাবে, প্রথম চক্রের সাথে তুলনা করে, দ্বিতীয় হিটিং চক্রের সময় SMA তারের তাপমাত্রা প্রাথমিক অস্টেনাইট তাপমাত্রায় (\(A_s\)) আগে পৌঁছায় এবং ট্রানজিশন পিরিয়ডে বেশি সময় ধরে থাকে, যার ফলে চাপ এবং বল হয়।অন্যদিকে, পরীক্ষা এবং সিমুলেশন থেকে প্রাপ্ত গরম এবং শীতল চক্রের সময় তাপমাত্রা বন্টন থার্মোগ্রাফিক বিশ্লেষণের উদাহরণগুলির সাথে উচ্চ গুণগত মিল রয়েছে।পরীক্ষা এবং সিমুলেশন থেকে এসএমএ তারের তাপীয় ডেটার তুলনামূলক বিশ্লেষণ গরম এবং শীতল চক্রের সময় এবং পরীক্ষামূলক ডেটার জন্য গ্রহণযোগ্য সহনশীলতার মধ্যে সামঞ্জস্য দেখিয়েছে।প্রথম চক্রের সিমুলেশন এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফল থেকে প্রাপ্ত SMA তারের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা হল \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) এবং \(75\,^{\circ }\hbox { C }\, যথাক্রমে ), এবং দ্বিতীয় চক্রে SMA তারের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা \\{4} এবং SMA তারের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা \\{4}} 3\,^{\circ }\ hbox {C}\)।মৌলিকভাবে উন্নত মডেল আকৃতি মেমরি প্রভাব প্রভাব নিশ্চিত করে।এই পর্যালোচনাতে ক্লান্তি এবং অতিরিক্ত গরমের ভূমিকা বিবেচনা করা হয়নি।ভবিষ্যতে, SMA তারের স্ট্রেস হিস্ট্রি অন্তর্ভুক্ত করার জন্য মডেলটিকে উন্নত করা হবে, এটিকে ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও উপযুক্ত করে তুলবে।সিমুলিঙ্ক ব্লক থেকে প্রাপ্ত ড্রাইভ আউটপুট ফোর্স এবং এসএমএ তাপমাত্রার প্লটগুলি 7 V এর ইনপুট ভোল্টেজ পালসের শর্তে পরীক্ষামূলক ডেটার গ্রহণযোগ্য সহনশীলতার মধ্যে রয়েছে। এটি উন্নত গাণিতিক মডেলের সঠিকতা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।
মেথডস বিভাগে বর্ণিত মৌলিক সমীকরণগুলি ব্যবহার করে গাণিতিক মডেলটি MathWorks Simulink R2020b পরিবেশে তৈরি করা হয়েছিল।ডুমুর উপর.3b সিমুলিঙ্ক গণিত মডেলের একটি ব্লক ডায়াগ্রাম দেখায়।মডেলটি একটি 7V ইনপুট ভোল্টেজ পালসের জন্য সিমুলেট করা হয়েছিল যেমন চিত্র 2a, b-তে দেখানো হয়েছে।সিমুলেশনে ব্যবহৃত পরামিতিগুলির মানগুলি সারণি 1 এ তালিকাভুক্ত করা হয়েছে৷ ক্ষণস্থায়ী প্রক্রিয়াগুলির সিমুলেশনের ফলাফলগুলি চিত্র 1 এবং 1 এ উপস্থাপন করা হয়েছে৷ চিত্র 3a এবং 4. চিত্রে৷4a,b SMA তারে প্ররোচিত ভোল্টেজ এবং সময়ের ফাংশন হিসাবে অ্যাকুয়েটর দ্বারা উত্পন্ন বল দেখায়। বিপরীত রূপান্তর (হিটিং) চলাকালীন, যখন SMA তারের তাপমাত্রা, \(T < A_s^{\prime}\) (স্ট্রেস-সংশোধিত অস্টেনাইট ফেজ শুরু তাপমাত্রা), মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশের পরিবর্তনের হার (\(\dot{\xi }\)) হবে শূন্য। বিপরীত রূপান্তর (হিটিং) চলাকালীন, যখন SMA তারের তাপমাত্রা, \(T < A_s^{\prime}\) (স্ট্রেস-সংশোধিত অস্টেনাইট ফেজ শুরু তাপমাত্রা), মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশের পরিবর্তনের হার (\(\dot{\ xi }\)) হবে শূন্য। Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (температура начала аустенитура начала аустенитура проволоки SMA, ением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\ xi }\)) будет равно нулю. বিপরীত রূপান্তর (হিটিং) চলাকালীন, যখন SMA তারের তাপমাত্রা, \(T < A_s^{\prime}\) (স্ট্রেস-সংশোধিত অস্টেনাইট অনসেট তাপমাত্রা), মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশের পরিবর্তনের হার (\(\dot{\xi }\ )) হবে শূন্য।在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T < A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体狗香正奥氏体狸鸭，加热）体积分数的变化率（\(\dot{\ xi }\)) 将为零.在 反向 转变 （加热） 中, 当 当 当 线 温度 \ (টি
(a) SMA-ভিত্তিক ডিভালেরেট অ্যাকুয়েটরে তাপমাত্রা বন্টন এবং চাপ-প্ররোচিত জংশন তাপমাত্রা দেখানো সিমুলেশন ফলাফল।যখন তারের তাপমাত্রা গরম করার পর্যায়ে অস্টেনাইট ট্রানজিশন তাপমাত্রা অতিক্রম করে, তখন পরিবর্তিত অস্টেনাইট ট্রানজিশন তাপমাত্রা বাড়তে শুরু করে এবং একইভাবে, যখন তারের রড তাপমাত্রা শীতল পর্যায়ে মার্টেনসিটিক ট্রানজিশন তাপমাত্রা অতিক্রম করে, তখন মার্টেনসিটিক ট্রানজিশন তাপমাত্রা হ্রাস পায়।অ্যাকচুয়েশন প্রক্রিয়ার বিশ্লেষণাত্মক মডেলিংয়ের জন্য SMA।(সিমুলিংক মডেলের প্রতিটি সাবসিস্টেমের বিশদ বিবরণের জন্য, পরিপূরক ফাইলের পরিশিষ্ট বিভাগটি দেখুন।)
7V ইনপুট ভোল্টেজের দুটি চক্রের (10 সেকেন্ড ওয়ার্ম আপ সাইকেল এবং 15 সেকেন্ড কুল ডাউন সাইকেল) জন্য বিভিন্ন প্যারামিটার ডিস্ট্রিবিউশনের বিশ্লেষণের ফলাফল দেখানো হয়েছে।যেখানে (ac) এবং (e) সময়ের সাথে বিতরণকে চিত্রিত করে, অন্যদিকে, (d) এবং (f) তাপমাত্রার সাথে বিতরণকে চিত্রিত করে।সংশ্লিষ্ট ইনপুট অবস্থার জন্য, সর্বাধিক পর্যবেক্ষণ করা চাপ হল 106 MPa (345 MPa এর কম, তারের ফলন শক্তি), বল হল 150 N, সর্বোচ্চ স্থানচ্যুতি হল 270 µm, এবং সর্বনিম্ন মার্টেনসিটিক ভলিউম ভগ্নাংশ হল 0.91।অন্যদিকে, চাপের পরিবর্তন এবং তাপমাত্রার সাথে মার্টেনসাইটের ভলিউম ভগ্নাংশের পরিবর্তন হিস্টেরেসিস বৈশিষ্ট্যের অনুরূপ।
একই ব্যাখ্যাটি অস্টেনাইট ফেজ থেকে মার্টেনসাইট ফেজে সরাসরি রূপান্তর (কুলিং) এর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, যেখানে SMA তারের তাপমাত্রা (T) এবং স্ট্রেস-সংশোধিত মার্টেনসাইট ফেজের শেষ তাপমাত্রা (\(M_f^{\prime}\ )) চমৎকার।ডুমুর উপর.4d,f উভয় ড্রাইভিং চক্রের জন্য SMA তারের (T) তাপমাত্রার পরিবর্তনের একটি ফাংশন হিসাবে SMA তারে প্ররোচিত স্ট্রেস (\(\sigma\)) এবং মার্টেনসাইট (\(\xi\)) এর ভলিউম ভগ্নাংশের পরিবর্তন দেখায়।ডুমুর উপর.চিত্র 3a ইনপুট ভোল্টেজ পালসের উপর নির্ভর করে সময়ের সাথে SMA তারের তাপমাত্রার পরিবর্তন দেখায়।চিত্র থেকে দেখা যায়, তারের তাপমাত্রা শূন্য ভোল্টেজে একটি তাপ উৎস প্রদান করে এবং পরবর্তী পরিবাহী শীতলকরণের মাধ্যমে বাড়তে থাকে।গরম করার সময়, যখন SMA তারের তাপমাত্রা (T) স্ট্রেস-সংশোধিত অস্টেনাইট নিউক্লিয়েশন তাপমাত্রা (\(A_s^{\prime}\)) অতিক্রম করে তখন মার্টেনসাইটের অস্টেনাইট পর্যায়ে পুনঃরূপান্তর শুরু হয়।এই পর্যায়ে, এসএমএ তারটি সংকুচিত হয় এবং অ্যাকচুয়েটর বল তৈরি করে।এছাড়াও শীতল হওয়ার সময়, যখন SMA তারের (T) তাপমাত্রা স্ট্রেস-সংশোধিত মার্টেনসাইট ফেজ (\(M_s^{\prime}\)) এর নিউক্লিয়েশন তাপমাত্রা অতিক্রম করে তখন অস্টেনাইট ফেজ থেকে মার্টেনসাইট ফেজে একটি ইতিবাচক রূপান্তর ঘটে।চালক শক্তি হ্রাস পায়।
SMA ভিত্তিক বিমোডাল ড্রাইভের প্রধান গুণগত দিকগুলি সিমুলেশন ফলাফল থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে।একটি ভোল্টেজ পালস ইনপুটের ক্ষেত্রে, জুল গরম করার প্রভাবের কারণে এসএমএ তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশের প্রাথমিক মান (\(\xi\)) 1 এ সেট করা হয়েছে, যেহেতু উপাদানটি প্রাথমিকভাবে একটি সম্পূর্ণ মার্টেনসিটিক পর্যায়ে রয়েছে।তারের উত্তাপ অব্যাহত থাকায়, SMA তারের তাপমাত্রা স্ট্রেস-সংশোধিত অস্টিনাইট নিউক্লিয়েশন তাপমাত্রা \(A_s^{\prime}\) ছাড়িয়ে যায়, ফলে মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশ কমে যায়, যেমন চিত্র 4c-তে দেখানো হয়েছে।উপরন্তু, ডুমুর মধ্যে.4e সময় এবং ডুমুরে অ্যাকচুয়েটরের স্ট্রোকের বিতরণ দেখায়।5 - সময়ের একটি ফাংশন হিসাবে চালিকা শক্তি.সমীকরণের একটি সম্পর্কিত সিস্টেমের মধ্যে রয়েছে তাপমাত্রা, মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশ, এবং তারের মধ্যে বিকশিত স্ট্রেস, যার ফলে এসএমএ তারের সংকোচন এবং অ্যাকুয়েটর দ্বারা উত্পন্ন শক্তি।ডুমুর হিসাবে দেখানো হয়েছে.4d,f, তাপমাত্রার সাথে ভোল্টেজের তারতম্য এবং তাপমাত্রার সাথে মার্টেনসাইট ভলিউমের ভগ্নাংশের পার্থক্য 7 V এ সিমুলেটেড ক্ষেত্রে SMA এর হিস্টেরেসিস বৈশিষ্ট্যের সাথে মিলে যায়।
ড্রাইভিং পরামিতিগুলির তুলনা পরীক্ষা এবং বিশ্লেষণাত্মক গণনার মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল।তারগুলি 10 সেকেন্ডের জন্য 7 V-এর একটি স্পন্দিত ইনপুট ভোল্টেজের অধীন ছিল, তারপর দুটি চক্রে 15 সেকেন্ডের জন্য (কুলিং ফেজ) ঠান্ডা করা হয়েছিল।পিনেট কোণটি \(40^{\circ}\) সেট করা হয়েছে এবং প্রতিটি একক পিনের পায়ে SMA তারের প্রাথমিক দৈর্ঘ্য 83mm সেট করা হয়েছে।(a) একটি লোড সেল দিয়ে চালিকা শক্তি পরিমাপ করা (b) একটি তাপীয় ইনফ্রারেড ক্যামেরা দিয়ে তারের তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ করা।
ড্রাইভ দ্বারা উত্পাদিত শক্তির উপর শারীরিক পরামিতিগুলির প্রভাব বোঝার জন্য, নির্বাচিত শারীরিক পরামিতিগুলিতে গাণিতিক মডেলের সংবেদনশীলতার একটি বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং পরামিতিগুলি তাদের প্রভাব অনুসারে র্যাঙ্ক করা হয়েছিল।প্রথমত, মডেল প্যারামিটারগুলির নমুনা পরীক্ষামূলক নকশা নীতিগুলি ব্যবহার করে করা হয়েছিল যা একটি অভিন্ন বিতরণ অনুসরণ করে (সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণের পরিপূরক বিভাগ দেখুন)।এই ক্ষেত্রে, মডেলের পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে ইনপুট ভোল্টেজ (\(V_{in}\)), প্রাথমিক SMA তারের দৈর্ঘ্য (\(l_0\)), ত্রিভুজ কোণ (\(\alpha\)), বায়াস স্প্রিং কনস্ট্যান্ট (\( K_x\ )), সংবহনশীল তাপ স্থানান্তর সহগ (\(h_T\)) এবং ইউনি শাখার সংখ্যা।পরবর্তী ধাপে, শিখর পেশী শক্তি একটি অধ্যয়ন নকশা প্রয়োজনীয়তা হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল এবং শক্তির উপর ভেরিয়েবলের প্রতিটি সেটের প্যারামেট্রিক প্রভাব প্রাপ্ত হয়েছিল।সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণের জন্য টর্নেডো প্লটগুলি প্রতিটি পরামিতির জন্য পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ থেকে উদ্ভূত হয়েছিল, যেমন চিত্র 6a এ দেখানো হয়েছে।
(a) মডেল প্যারামিটারের পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ মান এবং উপরের মডেল প্যারামিটারগুলির 2500টি অনন্য গ্রুপের সর্বাধিক আউটপুট শক্তির উপর তাদের প্রভাব টর্নেডো প্লটে দেখানো হয়েছে।গ্রাফটি বেশ কয়েকটি সূচকের র্যাঙ্ক পারস্পরিক সম্পর্ক দেখায়।এটা স্পষ্ট যে \(V_{in}\) হল একমাত্র পরামিতি যার একটি ধনাত্মক পারস্পরিক সম্পর্ক আছে, এবং \(l_0\) হল সর্বোচ্চ নেতিবাচক সম্পর্ক সহ প্যারামিটার।শীর্ষ পেশী শক্তির উপর বিভিন্ন সংমিশ্রণে বিভিন্ন পরামিতির প্রভাব (b, c) এ দেখানো হয়েছে।\(K_x\) রেঞ্জ 400 থেকে 800 N/m এবং n রেঞ্জ 4 থেকে 24 পর্যন্ত। ভোল্টেজ (\(V_{in}\)) 4V থেকে 10V তে পরিবর্তিত হয়েছে, তারের দৈর্ঘ্য (\(l_{0 } \)) 40 থেকে 100 মিমি পরিবর্তিত হয়েছে, এবং লেজ {2^, \\ ভেরিয়েড অ্যাঙ্গেল (\2 ^, \\ 2^) থেকে পরিবর্তন হয়েছে। \circ }\)।
ডুমুর উপর.6a পিক ড্রাইভ ফোর্স ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তার সাথে প্রতিটি প্যারামিটারের জন্য বিভিন্ন পারস্পরিক সম্পর্ক সহগগুলির একটি টর্নেডো প্লট দেখায়।ডুমুর থেকে।6a এটা দেখা যায় যে ভোল্টেজ প্যারামিটার (\(V_{in}\)) সরাসরি সর্বাধিক আউটপুট বলের সাথে সম্পর্কিত, এবং পরিবাহী তাপ স্থানান্তর সহগ (\(h_T\)), শিখা কোণ (\ ( \alpha\)), স্থানচ্যুতি স্প্রিং ধ্রুবক ( \(K_x\)) এর সাথে ঋণাত্মকভাবে যুক্ত হয় (W_MA) দৈর্ঘ্য (w_l) এর প্রারম্ভিক দৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কযুক্ত। , এবং ইউনিমোডাল শাখার সংখ্যা (n) একটি শক্তিশালী বিপরীত পারস্পরিক সম্পর্ক দেখায় সরাসরি পারস্পরিক সম্পর্কের ক্ষেত্রে ভোল্টেজ পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ (\(V_ {in}\)) এর উচ্চ মানের ক্ষেত্রে ইঙ্গিত করে যে এই প্যারামিটারটি পাওয়ার আউটপুটে সর্বাধিক প্রভাব ফেলে।আরেকটি অনুরূপ বিশ্লেষণ দুটি গণনামূলক স্থানের বিভিন্ন সংমিশ্রণে বিভিন্ন পরামিতির প্রভাব মূল্যায়ন করে সর্বোচ্চ শক্তি পরিমাপ করে, যেমন চিত্র 6b, c-এ দেখানো হয়েছে।\(V_{in}\) এবং \(l_0\), \(\alpha\) এবং \(l_0\) অনুরূপ প্যাটার্ন আছে, এবং গ্রাফ দেখায় যে \(V_{in}\) এবং \(\alpha\ ) এবং \(\alpha\) একই ধরনের প্যাটার্ন আছে।\(l_0\) এর ছোট মান উচ্চ শিখর বল তৈরি করে।অন্য দুটি প্লট চিত্র 6a এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যেখানে n এবং \(K_x\) নেতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত এবং \(V_{in}\) ইতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত।এই বিশ্লেষণটি ড্রাইভ সিস্টেমের আউটপুট বল, স্ট্রোক এবং দক্ষতা প্রয়োজনীয়তা এবং প্রয়োগের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া যেতে পারে এমন প্রভাবিত পরামিতিগুলিকে সংজ্ঞায়িত করতে এবং সামঞ্জস্য করতে সহায়তা করে।
বর্তমান গবেষণা কাজ এন স্তরের সাথে শ্রেণিবদ্ধ ড্রাইভগুলিকে প্রবর্তন করে এবং তদন্ত করে।একটি দ্বি-স্তরের শ্রেণিবিন্যাস, যেমন চিত্র 7a-তে দেখানো হয়েছে, যেখানে প্রথম স্তরের অ্যাকচুয়েটরের প্রতিটি SMA তারের পরিবর্তে, একটি বিমোডাল বিন্যাস অর্জন করা হয়েছে, যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।9ই.ডুমুর উপর.7c দেখায় কিভাবে SMA তার একটি চলমান বাহু (অক্সিলিয়ারি আর্ম) এর চারপাশে ক্ষতবিক্ষত হয় যা শুধুমাত্র অনুদৈর্ঘ্য দিকে চলে।যাইহোক, প্রাথমিক চলমান বাহুটি 1ম পর্যায় মাল্টি-স্টেজ অ্যাকুয়েটরের চলমান বাহুর মতো একইভাবে চলতে থাকে।সাধারণত, একটি N-স্টেজ ড্রাইভ তৈরি করা হয় \(N-1\) স্টেজ SMA তারকে একটি প্রথম পর্যায়ের ড্রাইভ দিয়ে প্রতিস্থাপন করে।ফলস্বরূপ, প্রতিটি শাখা প্রথম পর্যায়ের ড্রাইভের অনুকরণ করে, শাখাটি বাদ দিয়ে যেটি তারের নিজেই ধারণ করে।এইভাবে, নেস্টেড কাঠামো তৈরি করা যেতে পারে যা প্রাথমিক ড্রাইভের শক্তির চেয়ে কয়েকগুণ বেশি শক্তি তৈরি করে।এই সমীক্ষায়, প্রতিটি স্তরের জন্য, 1 মিটারের মোট কার্যকরী SMA তারের দৈর্ঘ্য বিবেচনা করা হয়েছিল, যেমনটি চিত্র 7d-এ সারণী বিন্যাসে দেখানো হয়েছে।প্রতিটি ইউনিমোডাল ডিজাইনে প্রতিটি তারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট এবং প্রতিটি SMA তারের সেগমেন্টে প্রেস্ট্রেস এবং ভোল্টেজ প্রতিটি স্তরে একই।আমাদের বিশ্লেষণাত্মক মডেল অনুসারে, আউটপুট বল ইতিবাচকভাবে স্তরের সাথে সম্পর্কযুক্ত, যখন স্থানচ্যুতি নেতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত।একই সময়ে, স্থানচ্যুতি এবং পেশী শক্তির মধ্যে একটি বাণিজ্য বন্ধ ছিল।যেমন ডুমুরে দেখা যায়।7b, সর্বাধিক বল সর্বাধিক সংখ্যক স্তরে অর্জিত হলে, সর্বনিম্ন স্তরে বৃহত্তম স্থানচ্যুতি পরিলক্ষিত হয়।যখন শ্রেণিবিন্যাস স্তরটি \(N=5\) সেট করা হয়েছিল, তখন 2টি পর্যবেক্ষিত স্ট্রোক \(\upmu\)m সহ 2.58 kN এর সর্বোচ্চ পেশী শক্তি পাওয়া গেছে।অন্যদিকে, প্রথম পর্যায়ের ড্রাইভটি 277 \(\upmu\)m স্ট্রোকে 150 N শক্তি উৎপন্ন করে।মাল্টি-লেভেল অ্যাকচুয়েটররা বাস্তব জৈবিক পেশী অনুকরণ করতে সক্ষম, যেখানে আকৃতির মেমরি অ্যালয়গুলির উপর ভিত্তি করে কৃত্রিম পেশীগুলি সুনির্দিষ্ট এবং সূক্ষ্ম নড়াচড়ার সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর শক্তি তৈরি করতে সক্ষম হয়।এই ক্ষুদ্রাকৃতির নকশার সীমাবদ্ধতাগুলি হল যে শ্রেণিবিন্যাস বৃদ্ধির সাথে সাথে আন্দোলন ব্যাপকভাবে হ্রাস পায় এবং ড্রাইভ উত্পাদন প্রক্রিয়ার জটিলতা বৃদ্ধি পায়।
(a) একটি দ্বি-পর্যায় (\(N=2\)) স্তরযুক্ত আকৃতির মেমরি অ্যালয় লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটর সিস্টেমটি একটি বিমোডাল কনফিগারেশনে দেখানো হয়েছে।প্রস্তাবিত মডেলটি প্রথম পর্যায়ের স্তরযুক্ত অ্যাকচুয়েটরে এসএমএ তারের পরিবর্তে আরেকটি একক স্তরযুক্ত অ্যাকুয়েটর দিয়ে অর্জন করা হয়।(c) দ্বিতীয় পর্যায়ের মাল্টিলেয়ার অ্যাকচুয়েটরের বিকৃত কনফিগারেশন।(b) স্তরের সংখ্যার উপর নির্ভর করে বাহিনী এবং স্থানচ্যুতির বণ্টন বর্ণনা করা হয়েছে।এটি পাওয়া গেছে যে অ্যাকচুয়েটরের সর্বোচ্চ শক্তি গ্রাফের স্কেল স্তরের সাথে ইতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত, যখন স্ট্রোকটি নেতিবাচকভাবে স্কেল স্তরের সাথে সম্পর্কিত।প্রতিটি তারের বর্তমান এবং প্রাক-ভোল্টেজ সব স্তরে স্থির থাকে।(d) টেবিলটি প্রতিটি স্তরে ট্যাপের সংখ্যা এবং SMA তারের (ফাইবার) দৈর্ঘ্য দেখায়।তারের বৈশিষ্ট্যগুলি সূচক 1 দ্বারা নির্দেশিত হয় এবং মাধ্যমিক শাখার সংখ্যা (একটি প্রাথমিক পায়ের সাথে সংযুক্ত) সাবস্ক্রিপ্টের বৃহত্তম সংখ্যা দ্বারা নির্দেশিত হয়।উদাহরণস্বরূপ, লেভেল 5-এ, \(n_1\) প্রতিটি বিমোডাল কাঠামোতে উপস্থিত SMA তারের সংখ্যা নির্দেশ করে এবং \(n_5\) সহায়ক পায়ের সংখ্যাকে বোঝায় (একটি প্রধান পায়ের সাথে সংযুক্ত)।
অনেক গবেষক দ্বারা আকৃতির মেমরির সাথে SMA-এর আচরণের মডেল করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে, যা ফেজ ট্রানজিশনের সাথে যুক্ত স্ফটিক কাঠামোর ম্যাক্রোস্কোপিক পরিবর্তনের সাথে থার্মোমেকানিকাল বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে।গঠনমূলক পদ্ধতির গঠন সহজাতভাবে জটিল।সর্বাধিক ব্যবহৃত ফেনোমেনোলজিকাল মডেলটি Tanaka28 দ্বারা প্রস্তাবিত এবং ব্যাপকভাবে ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।তানাকা [২৮] দ্বারা প্রস্তাবিত ফেনোমেনোলজিকাল মডেল অনুমান করে যে মার্টেনসাইটের আয়তনের ভগ্নাংশ তাপমাত্রা এবং চাপের একটি সূচকীয় ফাংশন।পরে, লিয়াং এবং রজার্স 29 এবং ব্রিনসন30 একটি মডেলের প্রস্তাব করেন যেখানে ফেজ ট্রানজিশন ডাইনামিকসকে ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার একটি কোসাইন ফাংশন হিসাবে ধরে নেওয়া হয়েছিল, মডেলটিতে সামান্য পরিবর্তন করে।বেকার এবং ব্রিনসন নির্বিচারে লোডিং অবস্থার পাশাপাশি আংশিক ট্রানজিশনের অধীনে SMA উপকরণগুলির আচরণের মডেল করার জন্য একটি ফেজ ডায়াগ্রাম ভিত্তিক গতিশীল মডেলের প্রস্তাব করেছিলেন।ব্যানার্জি 32 বেকার এবং ব্রিনসন 31 ফেজ ডায়নামিক পদ্ধতি ব্যবহার করে ইলাহিনিয়া এবং আহমদিয়ান33 দ্বারা বিকাশিত স্বাধীনতা ম্যানিপুলেটরের একক ডিগ্রি অনুকরণ করতে।ফেজ ডায়াগ্রামের উপর ভিত্তি করে গতিবিদ্যা পদ্ধতি, যা তাপমাত্রার সাথে ভোল্টেজের ননমোনোটোনিক পরিবর্তনকে বিবেচনা করে, ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রয়োগ করা কঠিন।এলাখিনিয়া এবং আহমদিয়ানরা বিদ্যমান ফেনোমেনোলজিকাল মডেলগুলির এই ত্রুটিগুলির প্রতি দৃষ্টি আকর্ষণ করে এবং যেকোন জটিল লোডিং অবস্থার অধীনে আকৃতি মেমরি আচরণ বিশ্লেষণ এবং সংজ্ঞায়িত করার জন্য একটি বর্ধিত ঘটনা সংক্রান্ত মডেল প্রস্তাব করে।
SMA তারের কাঠামোগত মডেল SMA তারের স্ট্রেস (\(\sigma\)), স্ট্রেন (\(\epsilon\)), তাপমাত্রা (T), এবং মার্টেনসাইট ভলিউম ভগ্নাংশ (\(\xi\)) দেয়।ফেনোমেনোলজিকাল গঠনমূলক মডেলটি প্রথমে Tanaka28 দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল এবং পরে Liang29 এবং Brinson30 দ্বারা গৃহীত হয়েছিল।সমীকরণের ডেরিভেটিভের ফর্ম রয়েছে:
যেখানে E হল ফেজ নির্ভর SMA ইয়ং এর মডুলাস যা \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) এবং \(E_A\) এবং \(E_M\) ইয়ং এর মডুলাসের প্রতিনিধিত্ব করে তা যথাক্রমে অস্টেনিটিক এবং মার্টেনসিটিক পর্যায়গুলি ব্যবহার করে প্রাপ্ত হয়, এবং কো-প্যানের এক্সচেনটি \(Ta) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।ফেজ ট্রানজিশন কন্ট্রিবিউশন ফ্যাক্টর হল \(\Omega = -E \epsilon _L\) এবং \(\epsilon _L\) হল SMA তারের সর্বাধিক পুনরুদ্ধারযোগ্য স্ট্রেন।
ফেজ ডাইনামিকস সমীকরণটি Tanaka28 দ্বারা প্রস্তাবিত সূচকীয় ফাংশনের পরিবর্তে Liang29 দ্বারা বিকাশিত এবং পরে Brinson30 দ্বারা গৃহীত কোসাইন ফাংশনের সাথে মিলে যায়।ফেজ ট্রানজিশন মডেল হল এলাখিনিয়া এবং আহমদিয়ান34 দ্বারা প্রস্তাবিত মডেলের একটি এক্সটেনশন এবং লিয়াং29 এবং ব্রিনসন30 দ্বারা প্রদত্ত ফেজ ট্রানজিশন অবস্থার উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত।এই ফেজ ট্রানজিশন মডেলের জন্য ব্যবহৃত শর্তগুলি জটিল থার্মোমেকানিকাল লোডের অধীনে বৈধ।সময়ের প্রতিটি মুহূর্তে, গঠনমূলক সমীকরণের মডেলিং করার সময় মার্টেনসাইটের ভলিউম ভগ্নাংশের মান গণনা করা হয়।
গভর্নিং রিট্রান্সফরমেশন সমীকরণ, যা গরম করার অবস্থার অধীনে মার্টেনসাইট থেকে অস্টেনাইটের রূপান্তর দ্বারা প্রকাশ করা হয়, নিম্নরূপ:
যেখানে \(\xi\) হল মার্টেনসাইটের ভলিউম ভগ্নাংশ, \(\xi _M\) হল গরম করার আগে প্রাপ্ত মার্টেনসাইটের ভলিউম ভগ্নাংশ, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) এবং \(C_Arew, T-MAX, তাপমাত্রা, C_A, C_Ax, তাপমাত্রা। s\) এবং \(A_f\) - যথাক্রমে, অস্টিনাইট পর্বের শুরু এবং শেষ, তাপমাত্রা।
প্রত্যক্ষ রূপান্তর নিয়ন্ত্রণ সমীকরণ, শীতল অবস্থার অধীনে অস্টেনাইট থেকে মার্টেনসাইট থেকে ফেজ রূপান্তর দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়:
যেখানে \(\xi _A\) হল ঠাণ্ডা হওয়ার আগে প্রাপ্ত মার্টেনসাইটের ভলিউম ভগ্নাংশ, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) এবং \ ( C_M \) – বক্ররেখা ফিটিং পরামিতি, T – SMA ওয়্যার (T – SMA এবং চূড়ান্ত তাপমাত্রা, T – SMA টেম্পারেচার এবং M_F) শেষ , যথাক্রমে।
সমীকরণ (3) এবং (4) আলাদা করার পরে, বিপরীত এবং প্রত্যক্ষ রূপান্তর সমীকরণগুলি নিম্নলিখিত ফর্মটিতে সরলীকৃত হয়:
ফরোয়ার্ড এবং পশ্চাদমুখী রূপান্তরের সময় \(\eta _{\sigma}\) এবং \(\eta _{T}\) বিভিন্ন মান গ্রহণ করে।\(\eta _{\sigma}\) এবং \(\eta _{T}\) এর সাথে সম্পর্কিত মৌলিক সমীকরণগুলি উদ্ভূত হয়েছে এবং একটি অতিরিক্ত বিভাগে বিশদভাবে আলোচনা করা হয়েছে।
SMA তারের তাপমাত্রা বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় তাপ শক্তি জুল গরম করার প্রভাব থেকে আসে।SMA তারের দ্বারা শোষিত বা মুক্তি পাওয়া তাপীয় শক্তি রূপান্তরের সুপ্ত তাপ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।SMA তারের তাপের ক্ষতি বাধ্যতামূলক সংবহনের কারণে হয় এবং বিকিরণের নগণ্য প্রভাবের কারণে তাপ শক্তির ভারসাম্য সমীকরণটি নিম্নরূপ:
যেখানে \(m_{wire}\) হল SMA তারের মোট ভর, \(c_{p}\) হল SMA এর নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা, \(V_{in}\) হল তারে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ, \(R_{ওহম} \ ) – ফেজ-নির্ভর রোধ SMA, হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে;\(R_{ওহম} = (l/A_{ক্রস})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) যেখানে \(r_M\ ) এবং \(r_A\) যথাক্রমে মার্টেনসাইট এবং অস্টেনাইটের SMA ফেজ রেজিসিটিভিটি, \(A_{c}\) হল \(A_{c}\) হ'ল সারফেস এরিয়া wd (A) \\ MA এর উপরিভাগের ক্ষেত্রফল।তারের স্থানান্তরের সুপ্ত তাপ, T এবং \(T_{\infty}\) যথাক্রমে SMA তার এবং পরিবেশের তাপমাত্রা।
যখন একটি শেপ মেমরি অ্যালয় ওয়্যার সক্রিয় করা হয়, তখন তারটি সংকুচিত হয়, বিমোডাল ডিজাইনের প্রতিটি শাখায় একটি বল তৈরি করে যাকে ফাইবার ফোর্স বলা হয়।এসএমএ তারের প্রতিটি স্ট্র্যান্ডের তন্তুগুলির শক্তিগুলি একসাথে সক্রিয় হওয়ার জন্য পেশী শক্তি তৈরি করে, যেমনটি চিত্র 9e এ দেখানো হয়েছে।একটি বায়াসিং স্প্রিং এর উপস্থিতির কারণে, Nth মাল্টিলেয়ার অ্যাকচুয়েটরের মোট পেশী বল হল:
সমীকরণ (7) এ \(N = 1\) প্রতিস্থাপন করে, প্রথম পর্যায়ের বিমোডাল ড্রাইভ প্রোটোটাইপের পেশী শক্তি নিম্নরূপ প্রাপ্ত করা যেতে পারে:
যেখানে n হল ইউনিমোডাল পায়ের সংখ্যা, \(F_m\) হল ড্রাইভ দ্বারা উত্পন্ন পেশী শক্তি, \(F_f\) হল SMA তারের ফাইবার শক্তি, \(K_x\) হল পক্ষপাতের দৃঢ়তা।স্প্রিং, \(\আলফা\) হল ত্রিভুজের কোণ, \(x_0\) হল বায়াস স্প্রিং-এর প্রারম্ভিক অফসেট যাতে এসএমএ ক্যাবলকে প্রি-টেনশনড পজিশনে রাখা হয় এবং \(\Delta x\) হল অ্যাকচুয়েটর ট্রাভেল।
ড্রাইভের মোট স্থানচ্যুতি বা নড়াচড়া (\(\Delta x\)) Nth পর্যায়ের SMA তারের ভোল্টেজ (\(\sigma\)) এবং স্ট্রেন (\(\epsilon\)) এর উপর নির্ভর করে, ড্রাইভটি সেট করা হয়েছে (চিত্র দেখুন। আউটপুটের অতিরিক্ত অংশ):
গতিসংক্রান্ত সমীকরণগুলি ড্রাইভের বিকৃতি (\(\epsilon\)) এবং স্থানচ্যুতি বা স্থানচ্যুতি (\(\Delta x\)) এর মধ্যে সম্পর্ক দেয়।প্রাথমিক আরব তারের দৈর্ঘ্য (\(l_0\)) এবং তারের দৈর্ঘ্য (l) যেকোন সময়ে টি একটি ইউনিমোডাল শাখায় একটি ফাংশন হিসাবে আরব তারের বিকৃতি নিম্নরূপ:
যেখানে \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) \(\Delta\)ABB'-তে কোসাইন সূত্র প্রয়োগ করে প্রাপ্ত হয়, যেমন চিত্র 8-এ দেখানো হয়েছে। প্রথম পর্যায়ের ড্রাইভের জন্য \N\1 (\N\D=1) (\N\D=1) ta x\), এবং \(\alpha _1\) হল \(\alpha \) যেমন চিত্র 8-এ দেখানো হয়েছে, সমীকরণ (11) থেকে সময়ের পার্থক্য করে এবং l-এর মান প্রতিস্থাপন করে, স্ট্রেন রেটকে এভাবে লেখা যেতে পারে:
যেখানে \(l_0\) হল SMA তারের প্রারম্ভিক দৈর্ঘ্য, l হল একটি ইউনিমোডাল শাখায় যেকোন সময়ে t তারের দৈর্ঘ্য, \(\epsilon\) হল SMA তারের মধ্যে বিকাশিত বিকৃতি, এবং \(\alpha \) হল ত্রিভুজের কোণ, \(\Delta x\) হল Figure (8) ড্রাইভ অফসেটে দেখানো হয়েছে।
সমস্ত n সিঙ্গেল-পিক স্ট্রাকচার (\(n=6\) এই চিত্রে) ইনপুট ভোল্টেজ হিসাবে \(V_{in}\) এর সাথে সিরিজে সংযুক্ত।পর্যায় I: শূন্য ভোল্টেজ অবস্থার অধীনে একটি বিমোডাল কনফিগারেশনে SMA তারের পরিকল্পিত চিত্র পর্যায় II: একটি নিয়ন্ত্রিত কাঠামো দেখানো হয়েছে যেখানে বিপরীত রূপান্তরের কারণে SMA তারটি সংকুচিত হয়, যেমনটি লাল রেখা দ্বারা দেখানো হয়েছে।
ধারণার প্রমাণ হিসাবে, পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে অন্তর্নিহিত সমীকরণগুলির সিমুলেটেড ডেরিভেশন পরীক্ষা করার জন্য একটি SMA-ভিত্তিক বিমোডাল ড্রাইভ তৈরি করা হয়েছিল।বিমোডাল লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরের CAD মডেলটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।9 ক.অন্যদিকে, ডুমুরে।9c একটি বিমোডাল কাঠামো সহ একটি দ্বি-বিমান SMA-ভিত্তিক অ্যাকুয়েটর ব্যবহার করে একটি ঘূর্ণনশীল প্রিজম্যাটিক সংযোগের জন্য প্রস্তাবিত একটি নতুন নকশা দেখায়।ড্রাইভের উপাদানগুলি একটি আল্টিমেকার 3 এক্সটেন্ডেড 3D প্রিন্টারে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল।উপাদানগুলির 3D মুদ্রণের জন্য ব্যবহৃত উপাদান হল পলিকার্বোনেট যা তাপ প্রতিরোধী উপকরণগুলির জন্য উপযুক্ত কারণ এটি শক্তিশালী, টেকসই এবং উচ্চ কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা (110-113 \(^{\circ }\) C)।উপরন্তু, Dynalloy, Inc. পরীক্ষায় ফ্লেক্সিনল আকৃতির মেমরি অ্যালয় ওয়্যার ব্যবহার করা হয়েছিল, এবং ফ্লেক্সিনল তারের সাথে সম্পর্কিত উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি সিমুলেশনগুলিতে ব্যবহার করা হয়েছিল৷মাল্টিলেয়ার অ্যাকচুয়েটর দ্বারা উত্পাদিত উচ্চ শক্তি পেতে পেশীগুলির একটি বিমোডাল বিন্যাসে উপস্থিত তন্তু হিসাবে একাধিক SMA তারগুলি সাজানো হয়েছে, যেমন চিত্র 9b, d এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 9a তে দেখানো হয়েছে, চলমান আর্ম SMA তারের দ্বারা গঠিত তীব্র কোণকে কোণ (\(\alpha\)) বলা হয়।বাম এবং ডান ক্ল্যাম্পের সাথে টার্মিনাল ক্ল্যাম্প সংযুক্ত করে, এসএমএ তারটি পছন্দসই বিমোডাল কোণে রাখা হয়।স্প্রিং কানেক্টরে থাকা বায়াস স্প্রিং ডিভাইসটি SMA ফাইবারের সংখ্যা (n) অনুযায়ী বিভিন্ন বায়াস স্প্রিং এক্সটেনশন গ্রুপগুলিকে সামঞ্জস্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।উপরন্তু, চলমান অংশগুলির অবস্থানটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে SMA তারটি জোরপূর্বক পরিচলন শীতল করার জন্য বাহ্যিক পরিবেশের সংস্পর্শে আসে।ডিটেচেবল অ্যাসেম্বলির উপরের এবং নীচের প্লেটগুলি ওজন কমাতে ডিজাইন করা এক্সট্রুড কাটআউটগুলির সাহায্যে SMA তারকে ঠান্ডা রাখতে সাহায্য করে৷উপরন্তু, CMA তারের উভয় প্রান্ত যথাক্রমে বাম এবং ডান টার্মিনালে স্থির করা হয়, একটি ক্রিম্পের মাধ্যমে।উপরে এবং নীচের প্লেটের মধ্যে ছাড়পত্র বজায় রাখার জন্য চলমান সমাবেশের এক প্রান্তে একটি প্লাঞ্জার সংযুক্ত করা হয়।SMA ওয়্যারটি সক্রিয় হলে ব্লকিং ফোর্স পরিমাপ করার জন্য একটি পরিচিতির মাধ্যমে সেন্সরে একটি ব্লকিং ফোর্স প্রয়োগ করতে প্লাঞ্জার ব্যবহার করা হয়।
বিমোডাল পেশী গঠন SMA বৈদ্যুতিকভাবে সিরিজে সংযুক্ত এবং একটি ইনপুট পালস ভোল্টেজ দ্বারা চালিত।ভোল্টেজ পালস চক্রের সময়, যখন ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় এবং এসএমএ তারকে অস্টিনাইটের প্রাথমিক তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করা হয়, তখন প্রতিটি স্ট্র্যান্ডের তারের দৈর্ঘ্য ছোট করা হয়।এই প্রত্যাহার অস্থাবর হাত সাবসেম্বলি সক্রিয় করে।যখন একই চক্রে ভোল্টেজ শূন্য করা হয়, তখন উত্তপ্ত SMA তারটি মার্টেনসাইট পৃষ্ঠের তাপমাত্রার নীচে ঠাণ্ডা হয়, যার ফলে তার আসল অবস্থানে ফিরে আসে।শূন্য চাপের অবস্থার অধীনে, SMA তারটি প্রথমে নিষ্ক্রিয়ভাবে একটি পক্ষপাতি স্প্রিং দ্বারা প্রসারিত হয় যাতে নির্ধারিত মার্টেনসিটিক অবস্থায় পৌঁছানো যায়।স্ক্রু, যার মধ্য দিয়ে এসএমএ তারটি যায়, এসএমএ তারে একটি ভোল্টেজ পালস প্রয়োগ করে তৈরি কম্প্রেশনের কারণে নড়াচড়া করে (এসপিএ অস্টিনাইট ফেজে পৌঁছে), যা চলমান লিভারের কার্যকারিতার দিকে নিয়ে যায়।যখন SMA তার প্রত্যাহার করা হয়, তখন বায়াস স্প্রিং স্প্রিংকে আরও প্রসারিত করে একটি বিরোধী শক্তি তৈরি করে।যখন ইমপালস ভোল্টেজের স্ট্রেস শূন্য হয়ে যায়, তখন SMA তারটি লম্বা হয়ে যায় এবং জোরপূর্বক পরিচলন শীতল হওয়ার কারণে তার আকৃতি পরিবর্তন করে, একটি ডাবল মার্টেনসিটিক পর্যায়ে পৌঁছে।
প্রস্তাবিত SMA-ভিত্তিক রৈখিক অ্যাকুয়েটর সিস্টেমের একটি বিমোডাল কনফিগারেশন রয়েছে যেখানে SMA তারগুলি কোণযুক্ত।(a) প্রোটোটাইপের একটি CAD মডেল চিত্রিত করে, যা প্রোটোটাইপের জন্য কিছু উপাদান এবং তাদের অর্থ উল্লেখ করে, (b, d) উন্নত পরীক্ষামূলক প্রোটোটাইপ 35 প্রতিনিধিত্ব করে।যদিও (b) বৈদ্যুতিক সংযোগ এবং বায়াস স্প্রিংস এবং স্ট্রেন গেজ ব্যবহার করা সহ প্রোটোটাইপের একটি শীর্ষ দৃশ্য দেখায়, (d) সেটআপের একটি দৃষ্টিভঙ্গি দেখায়।(e) SMA তারের সাথে একটি রৈখিক অ্যাকচুয়েশন সিস্টেমের ডায়াগ্রাম যে কোনো সময়ে t bimodally স্থাপন করা হয়, যা ফাইবার এবং পেশী শক্তির দিক ও গতিপথ দেখায়।(c) একটি 2-DOF ঘূর্ণনশীল প্রিজম্যাটিক সংযোগ একটি দ্বি-বিমান SMA-ভিত্তিক অ্যাকুয়েটর স্থাপনের জন্য প্রস্তাব করা হয়েছে।যেমন দেখানো হয়েছে, লিঙ্কটি নীচের ড্রাইভ থেকে উপরের বাহুতে রৈখিক গতি প্রেরণ করে, একটি ঘূর্ণন সংযোগ তৈরি করে।অন্যদিকে, জোড়া প্রিজমের গতিবিধি মাল্টিলেয়ার প্রথম পর্যায়ের ড্রাইভের আন্দোলনের মতোই।
SMA-এর উপর ভিত্তি করে বিমোডাল ড্রাইভের কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য চিত্র 9b-এ দেখানো প্রোটোটাইপের উপর একটি পরীক্ষামূলক গবেষণা করা হয়েছিল।চিত্র 10a তে দেখানো হয়েছে, পরীক্ষামূলক সেটআপে এসএমএ তারে ইনপুট ভোল্টেজ সরবরাহ করার জন্য একটি প্রোগ্রামযোগ্য ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই রয়েছে।ডুমুর হিসাবে দেখানো হয়েছে.10b, একটি পাইজোইলেকট্রিক স্ট্রেন গেজ (PACEline CFT/5kN) একটি Graphtec GL-2000 ডেটা লগার ব্যবহার করে ব্লকিং বল পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।তথ্য আরও অধ্যয়নের জন্য হোস্ট দ্বারা রেকর্ড করা হয়.স্ট্রেন গেজ এবং চার্জ পরিবর্ধক একটি ভোল্টেজ সংকেত তৈরি করতে একটি ধ্রুবক পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন।সারণি 2 এ বর্ণিত পাইজোইলেকট্রিক ফোর্স সেন্সর এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির সংবেদনশীলতা অনুসারে সংশ্লিষ্ট সংকেতগুলিকে পাওয়ার আউটপুটে রূপান্তরিত করা হয়। যখন একটি ভোল্টেজ পালস প্রয়োগ করা হয়, তখন SMA তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, যার ফলে SMA তারটি সংকুচিত হয়, যার ফলে অ্যাকচুয়েটর জোর করে উৎপন্ন করে।7 V এর একটি ইনপুট ভোল্টেজ পালস দ্বারা পেশী শক্তির আউটপুটের পরীক্ষামূলক ফলাফল চিত্রে দেখানো হয়েছে।2ক.
(ক) অ্যাকুয়েটর দ্বারা উত্পন্ন বল পরিমাপ করার জন্য পরীক্ষায় একটি এসএমএ-ভিত্তিক লিনিয়ার অ্যাকুয়েটর সিস্টেম সেট আপ করা হয়েছিল।লোড সেল ব্লকিং ফোর্স পরিমাপ করে এবং একটি 24 V DC পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা চালিত হয়।একটি 7 V ভোল্টেজ ড্রপ একটি GW Instek প্রোগ্রামেবল DC পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করে তারের পুরো দৈর্ঘ্য বরাবর প্রয়োগ করা হয়েছিল।SMA তারের তাপের কারণে সঙ্কুচিত হয়, এবং চলমান বাহু লোড কোষের সাথে যোগাযোগ করে এবং একটি ব্লকিং বল প্রয়োগ করে।লোড সেলটি GL-2000 ডেটা লগারের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের জন্য ডেটা হোস্টে সংরক্ষণ করা হয়।(b) পেশী শক্তি পরিমাপের জন্য পরীক্ষামূলক সেটআপের উপাদানগুলির চেইন দেখানো চিত্র।
আকৃতি মেমরি অ্যালয় তাপ শক্তি দ্বারা উত্তেজিত হয়, তাই তাপমাত্রা আকৃতি মেমরি ঘটনা অধ্যয়ন করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হয়ে ওঠে।পরীক্ষামূলকভাবে, চিত্র 11a তে দেখানো হয়েছে, তাপীয় চিত্র এবং তাপমাত্রা পরিমাপ একটি প্রোটোটাইপ SMA-ভিত্তিক ডিভালেরেট অ্যাকুয়েটরে সঞ্চালিত হয়েছিল।একটি প্রোগ্রামেবল ডিসি উৎস পরীক্ষামূলক সেটআপে এসএমএ তারে ইনপুট ভোল্টেজ প্রয়োগ করে, যেমন চিত্র 11b-এ দেখানো হয়েছে।SMA তারের তাপমাত্রা পরিবর্তন একটি উচ্চ রেজোলিউশন LWIR ক্যামেরা (FLIR A655sc) ব্যবহার করে রিয়েল টাইমে পরিমাপ করা হয়েছিল।হোস্ট আরও পোস্ট-প্রসেসিংয়ের জন্য ডেটা রেকর্ড করতে ResearchIR সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে।যখন একটি ভোল্টেজ পালস প্রয়োগ করা হয়, তখন SMA তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, যার ফলে SMA তারটি সঙ্কুচিত হয়।ডুমুর উপর.চিত্র 2b একটি 7V ইনপুট ভোল্টেজ পালসের জন্য সময় বনাম SMA তারের তাপমাত্রার পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায়।
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-28-2022