Mèsi paske w vizite Nature.com.Vèsyon navigatè w ap itilize a gen sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Antretan, pou asire sipò kontinye, nou pral rann sit la san estil ak JavaScript.
Aktuateur yo itilize toupatou epi kreye mouvman kontwole lè yo aplike fòs eksitasyon kòrèk la oswa koupl pou fè operasyon divès kalite nan fabrikasyon ak automatisation endistriyèl.Bezwen pou kondwi pi vit, pi piti ak pi efikas se kondwi inovasyon nan konsepsyon kondwi.Kondwi Alloy memwa fòm (SMA) ofri yon kantite avantaj sou kondwi konvansyonèl yo, ki gen ladan yon gwo rapò pouvwa-a-pwa.Nan tèz sa a, yo te devlope yon aktè ki baze sou SMA de plim ki konbine avantaj ki genyen nan misk plim sistèm byolojik yo ak pwopriyete inik SMA yo.Etid sa a eksplore ak pwolonje aktè SMA anvan yo pa devlope yon modèl matematik nan nouvo actuator ki baze sou aranjman fil SMA bimodal la epi teste li eksperimantal.Konpare ak kondui li te ye ki baze sou SMA, fòs aksyon nouvo kondwi a omwen 5 fwa pi wo (jiska 150 N).Pèdi pwa ki koresponn lan se apeprè 67%.Rezilta analiz sansiblite modèl matematik yo itil pou ajiste paramèt konsepsyon ak konpreyansyon paramèt kle yo.Etid sa a plis prezante yon kondui milti-nivo etap Nyèm ki ka itilize pou plis amelyore dinamik.Aktuateur misk dipvalerate ki baze sou SMA gen yon pakèt aplikasyon, ki soti nan automatisation bilding ak sistèm livrezon dwòg presizyon.
Sistèm byolojik, tankou estrikti miskilè mamifè yo, kapab aktive anpil aktè sibtil1.Mamifè yo gen diferan estrikti nan misk, chak sèvi yon objektif espesifik.Sepandan, anpil nan estrikti nan tisi nan misk mamifè yo ka divize an de kategori gwo.Paralèl ak pennate.Nan paralize yo ak lòt flechiseur, jan non an sijere, misk paralèl la gen fib nan misk paralèl ak tandon santral la.Se chèn nan fib nan misk ki aliyen ak fonksyonèl konekte pa tisi konjonktif ki antoure yo.Malgre ke misk sa yo di yo gen yon gwo levasyon (pousantaj mantèg), fòs misk yo an jeneral trè limite.Kontrèman, nan misk ti towo bèf trisèps2 (gastroknemi lateral (GL)3, gastroknemi medial (GM)4 ak soleus (SOL)) ak ekstansè femoral (kwadrisèps)5,6 yo jwenn tisi nan misk pennate nan chak misk7.Nan yon estrikti pinnate, fib nan misk yo nan miskul bipennate yo prezan sou tou de bò tandon santral la nan ang oblik (ang pennate).Pennate soti nan mo Latin "penna", ki vle di "plim", epi, jan yo montre nan fig.1 gen yon aparans ki sanble ak plim.Fib yo nan misk yo pennate yo pi kout ak angle ak aks longitudinal nan misk la.Akòz estrikti pinnate a, mobilite an jeneral nan misk sa yo redwi, ki mennen nan konpozan transverse ak longitudinal nan pwosesis mantèg la.Nan lòt men an, aktivasyon nan misk sa yo mennen nan pi wo fòs nan misk an jeneral akòz fason yo mezire zòn nan kwa fizyolojik.Se poutèt sa, pou yon zòn transvèsal bay, misk pennate yo pral pi fò epi yo pral jenere pi wo fòs pase misk ki gen fib paralèl.Fòs ki te pwodwi pa fib endividyèl yo jenere fòs nan misk nan yon nivo makwoskopik nan tisi misk sa a.Anplis de sa, li gen pwopriyete inik tankou kontraksyon rapid, pwoteksyon kont domaj rupture, kalaj.Li transfòme relasyon ki genyen ant opinyon fib ak pwodiksyon pouvwa nan misk pa eksplwate karakteristik inik ak konpleksite jeyometrik nan aranjman fib ki asosye ak liy misk nan aksyon.
Yo montre dyagram chema nan desen ki egziste deja SMA ki baze sou actuator an relasyon ak yon achitekti miskilè bimodal, pou egzanp (a), ki reprezante entèraksyon an nan fòs tactile nan ki se yon aparèy men ki gen fòm aktue pa fil SMA monte sou yon de-wou otonòm mobil robot9,10., (b) Robo pwotèz òbital ak pwotèz òbital SMA prentan-chaje antagonisman.Pozisyon je pwotèz la kontwole pa yon siyal ki soti nan misk okilè nan je a11, (c) actuators SMA yo ideyal pou aplikasyon anba dlo akòz repons frekans segondè yo ak bandwidth ba.Nan konfigirasyon sa a, SMA actuators yo te itilize pou kreye mouvman vag pa similye mouvman pwason an, (d) SMA actuators yo itilize pou kreye yon robo enspeksyon tiyo mikwo ki ka itilize prensip mouvman pous vè k'ap manje kadav, kontwole pa mouvman SMA fil andedan kanal 10, (e) montre direksyon fib nan misk kontraksyon ak jenere fòs kontraksyon nan tisi nan gastwoknemius montre tisi nan tisi nan gastwocnemius. estrikti nan misk.
Aktuateur yo te vin tounen yon pati enpòtan nan sistèm mekanik akòz pakèt aplikasyon yo.Se poutèt sa, bezwen pou pi piti, pi vit ak pi efikas kondui vin kritik.Malgre avantaj yo, kondui tradisyonèl yo te pwouve yo dwe chè ak tan konsome pou kenbe.Aktuateur idwolik ak pneumatik yo konplèks ak chè epi yo sijè a mete, pwoblèm wilaj ak echèk eleman.An repons a demann, konsantre a se sou devlopman pri-efikas, gwosè-optimize ak avanse actuators ki baze sou materyèl entelijan.Rechèch kontinyèl ap gade sou fòm memwa alyaj (SMA) aktuateur kouch pou satisfè bezwen sa a.Aktuateur yerarchik yo inik paske yo konbine anpil aktuateur disrè nan sous-sistèm echèl macro jeyometrik konplèks pou bay fonksyonalite ogmante ak elaji.Nan sans sa a, tisi nan misk imen ki dekri pi wo a bay yon egzanp ekselan nan plizyè kouch aksyon sa yo.Etid aktyèl la dekri yon kondwi SMA milti-nivo ak plizyè eleman kondwi endividyèl (fil SMA) ki aliyen ak oryantasyon fib ki prezan nan misk bimodal, ki amelyore pèfòmans kondwi an jeneral.
Objektif prensipal yon actuator se jenere pwodiksyon pouvwa mekanik tankou fòs ak deplasman pa konvèti enèji elektrik.Alyaj memwa fòm yo se yon klas materyèl "entelijan" ki ka retabli fòm yo nan tanperati ki wo.Anba chaj segondè, yon ogmantasyon nan tanperati a nan fil SMA a mennen nan rekiperasyon fòm, sa ki lakòz yon pi wo dansite enèji aksyon konpare ak divès kalite materyèl entelijan dirèkteman estokaj.An menm tan an, anba chay mekanik, SMA yo vin frajil.Anba sèten kondisyon, yon chaj siklik ka absòbe ak lage enèji mekanik, ki montre chanjman fòm isteretik revèsib.Pwopriyete inik sa yo fè SMA ideyal pou detèktè, amortissement vibration ak espesyalman actuators12.Avèk sa a nan tèt ou, te gen anpil rechèch sou kondui ki baze sou SMA.Li ta dwe remake ke actuators ki baze sou SMA yo fèt pou bay mouvman translasyonèl ak rotary pou yon varyete aplikasyon13,14,15.Malgre ke kèk actuators rotary yo te devlope, chèchè yo patikilyèman enterese nan actionneurs lineyè.Aktuateur lineyè sa yo ka divize an twa kalite actuators: yon dimansyon, deplasman ak diferan actuators 16 .Okòmansman, kondui ibrid yo te kreye nan konbinezon ak SMA ak lòt kondwi konvansyonèl yo.Youn nan egzanp sa yo nan yon aktè lineyè ibrid ki baze sou SMA se itilizasyon yon fil SMA ak yon motè DC pou bay yon fòs pwodiksyon alantou 100 N ak deplasman enpòtan17.
Youn nan premye devlopman nan kondui ki baze antyèman sou SMA te kondwi paralèl SMA.Sèvi ak plizyè fil SMA, kondwi paralèl ki baze sou SMA fèt pou ogmante kapasite pouvwa kondwi a lè w mete tout fil SMA18 an paralèl.Koneksyon paralèl nan actuators pa sèlman mande pou plis pouvwa, men tou, limite pouvwa pwodiksyon an nan yon sèl fil.Yon lòt dezavantaj nan actuators ki baze sou SMA se vwayaj la limite yo ka reyalize.Pou rezoud pwoblèm sa a, yo te kreye yon gwo bout bwa SMA kab ki gen yon gwo bout bwa fleksib ki detounen pou ogmante deplasman ak reyalize mouvman lineyè, men li pa jenere pi gwo fòs19.Estrikti mou deformable ak twal pou robo ki baze sou alyaj memwa fòm yo te devlope prensipalman pou anplifikasyon enpak20,21,22.Pou aplikasyon kote yo mande gwo vitès, yo rapòte ponp ki kondwi kontra enfòmèl ant yo itilize SMA fim mens pou aplikasyon pou mikroponp kondwi23.Frekans kondwi nan fim mens SMA manbràn se yon faktè kle nan kontwole vitès chofè a.Se poutèt sa, motè lineyè SMA gen yon pi bon repons dinamik pase SMA prentan oswa baton motè.Robotics mou ak teknoloji grip se de lòt aplikasyon ki sèvi ak actuators ki baze sou SMA.Pou egzanp, pou ranplase actuator estanda yo itilize nan kranpon espas 25 N la, yo te devlope yon aktè paralèl alyaj fòm memwa 24.Nan yon lòt ka, yon SMA mou actuator te fabrike ki baze sou yon fil ak yon matris entegre ki kapab pwodwi yon maksimòm fòs rale 30 N. Akòz pwopriyete mekanik yo, SMA yo tou itilize yo pwodwi actuators ki imite fenomèn byolojik.Youn nan devlopman sa yo gen ladan yon robo 12 selil ki se yon byomimetik nan yon òganis tankou vè tè ak SMA jenere yon mouvman sinusoidal nan dife26,27.
Kòm mansyone pi bonè, gen yon limit nan fòs la maksimòm ki ka jwenn nan actuators ki egziste deja ki baze sou SMA.Pou adrese pwoblèm sa a, etid sa a prezante yon estrikti misk bimodal byomimetik.Kondwi pa fil alyaj fòm memwa.Li bay yon sistèm klasifikasyon ki gen ladan plizyè fil alyaj memwa fòm.Pou dat, pa gen okenn actuators ki baze sou SMA ak yon achitekti menm jan yo te rapòte nan literati a.Sistèm inik ak roman sa a ki baze sou SMA te devlope pou etidye konpòtman SMA pandan aliyman misk bimodal.Konpare ak actuators ki baze sou SMA ki deja egziste, objektif etid sa a se te kreye yon actuator dipvalerate byomimetik pou jenere fòs siyifikativman pi wo nan yon ti volim.Konpare ak konvansyonèl kondwi motè stepper yo itilize nan automatisation bilding HVAC ak sistèm kontwòl, konsepsyon kondwi bimodal ki baze sou SMA ki pwopoze a diminye pwa mekanis kondwi a pa 67%.Nan sa ki annapre yo, tèm "misk" ak "kondwi" yo itilize entèrchanjabl.Etid sa a mennen ankèt sou simulation multifizik yon kondwi konsa.Konpòtman mekanik sistèm sa yo te etidye pa metòd eksperimantal ak analyse.Fòs ak distribisyon tanperati yo te envestige plis nan yon vòltaj opinyon 7 V. Imedyatman, yo te pote yon analiz parametrik pou pi byen konprann relasyon ki genyen ant paramèt kle ak fòs pwodiksyon an.Finalman, yo te anvizaje aktuateurs yerarchik ak efè nivo yerarchik yo te pwopoze kòm yon zòn potansyèl nan lavni pou actuators ki pa mayetik pou aplikasyon pou pwotèz.Dapre rezilta etid yo mansyone pi wo a, itilizasyon yon achitekti yon sèl etap pwodui fòs omwen kat a senk fwa pi wo pase actuators ki baze sou SMA rapòte.Anplis de sa, menm fòs kondwi a ki te pwodwi pa yon kondwi milti-nivo milti-nivo yo te montre yo dwe plis pase dis fwa ke konvansyonèl SMA ki baze sou kondui.Lè sa a, etid la rapòte paramèt kle lè l sèvi avèk analiz sansiblite ant diferan desen ak varyab opinyon.Longè inisyal fil SMA a (\(l_0\)), ang pinnate (\(\alpha\)) ak kantite fil sèl (n) nan chak strand endividyèl gen yon gwo efè negatif sou grandè fòs kondwi a.fòs, pandan y ap vòltaj la opinyon (enèji) te tounen soti nan pozitivman Koehle.
SMA fil montre efè memwa fòm (SME) wè nan fanmi an nikèl-Titàn (Ni-Ti) nan alyaj.Tipikman, SMA yo montre de faz depandan tanperati: yon faz tanperati ki ba ak yon faz tanperati ki wo.Tou de faz yo gen pwopriyete inik akòz prezans diferan estrikti kristal.Nan faz nan austenite (faz tanperati ki wo) ki deja egziste pi wo a tanperati transfòmasyon an, materyèl la montre gwo fòs epi li mal defòme anba chaj.Alyaj la konpòte li tankou asye pur, kidonk li se kapab kenbe tèt ak pi wo presyon actuation.Pran avantaj de pwopriyete sa a nan alyaj Ni-Ti, fil yo SMA yo enkline yo fòme yon actuator.Modèl analyse apwopriye yo devlope pou konprann mekanik fondamantal konpòtman tèmik SMA anba enfliyans divès paramèt ak jeyometri divès kalite.Yo te jwenn bon akò ant rezilta eksperimantal ak analyse.
Yo te fè yon etid eksperimantal sou pwototip yo montre nan Fig. 9a pou evalye pèfòmans yon kondwi bimodal ki baze sou SMA.De nan pwopriyete sa yo, fòs ki te pwodwi pa kondwi a (fòs nan misk) ak tanperati a nan fil SMA a (tanperati SMA), yo te mezire eksperimantal.Kòm diferans nan vòltaj ogmante sou tout longè fil la nan kondwi a, tanperati a nan fil la ogmante akòz efè a chofaj Joule.Yo te aplike vòltaj opinyon an nan de sik 10-s (yo montre kòm pwen wouj nan Fig. 2a, b) ak yon peryòd refwadisman 15-s ant chak sik.Fòs bloke a te mezire lè l sèvi avèk yon kalib souch piezoelectric, epi yo te kontwole distribisyon tanperati a nan fil SMA an tan reyèl lè l sèvi avèk yon kamera LWIR syantifik-wo rezolisyon (gade karakteristik sa yo nan ekipman yo itilize nan Tablo 2).montre ke pandan faz nan vòltaj segondè, tanperati a nan fil la ogmante monotone, men lè pa gen okenn kouran ap koule tankou dlo, tanperati a nan fil la kontinye ap tonbe.Nan konfigirasyon aktyèl eksperimantal la, tanperati a nan fil SMA a tonbe pandan faz refwadisman an, men li te toujou pi wo a tanperati anbyen an.Sou fig.2e montre yon snapshot nan tanperati a sou fil SMA a pran nan kamera LWIR la.Nan lòt men an, nan fig.2a montre fòs la bloke ki te pwodwi pa sistèm kondwi a.Lè fòs nan misk depase fòs restore nan sezon prentan an, bra mobil la, jan yo montre nan Figi 9a, kòmanse deplase.Le pli vit ke aksyon kòmanse, bra mobil la antre an kontak ak Capteur a, kreye yon fòs kò, jan yo montre nan fig.2c, d.Lè tanperati maksimòm lan pre \(84\,^{\circ}\hbox {C}\), fòs maksimòm obsève a se 105 N.
Grafik la montre rezilta eksperimantal tanperati fil SMA a ak fòs aktè bimodal SMA ki baze sou SMA yo te pwodwi pandan de sik.Se vòltaj la antre aplike nan de 10 segonn sik (yo montre kòm pwen wouj) ak yon peryòd refwadisman 15 segonn ant chak sik.Fil SMA ki te itilize pou eksperyans yo se te yon fil Flexinol 0.51 mm dyamèt ki soti nan Dynalloy, Inc. (a) Grafik la montre fòs eksperimantal yo te jwenn sou de sik, (c, d) montre de egzanp endepandan aksyon aksyon aktè bra k ap deplase sou yon transducer fòs piezoelektrik PACEline CFT/5kN, (b) tanperati maksimòm nan tan SMA montre pandan de sik yo napshot pran nan fil SMA a lè l sèvi avèk kamera LWIR lojisyèl FLIR ResearchIR.Paramèt jeyometrik yo te pran an kont nan eksperyans yo bay nan Tablo.youn.
Rezilta simulation nan modèl matematik la ak rezilta eksperimantal yo konpare anba kondisyon yon vòltaj opinyon 7V, jan yo montre nan Fig.5.Dapre rezilta yo nan analiz parametrik ak nan lòd pou fè pou evite posibilite pou surchof nan fil SMA a, yon pouvwa nan 11.2 W te apwovizyone nan actuator la.Yo te itilize yon ekipman pou pouvwa DC pwogramasyon pou bay 7V kòm vòltaj opinyon, epi yo te mezire yon kouran 1.6A atravè fil la.Fòs ki te pwodwi pa kondwi a ak tanperati SDR a ogmante lè yo aplike aktyèl la.Avèk yon vòltaj opinyon 7V, fòs pwodiksyon maksimòm yo jwenn nan rezilta simulation ak rezilta eksperimantal premye sik la se 78 N ak 96 N, respektivman.Nan dezyèm sik la, fòs pwodiksyon maksimòm simulation ak rezilta eksperimantal yo te 150 N ak 105 N, respektivman.Diferans ki genyen ant mezi fòs oklizyon ak done eksperimantal yo ka akòz metòd yo itilize pou mezire fòs oklizyon an.Rezilta eksperimantal yo montre nan fig.5a koresponn ak mezi fòs la bloke, ki an vire te mezire lè arbr kondwi a te an kontak ak transducer fòs piezoelectric PACEline CFT/5kN, jan yo montre nan fig.2s.Se poutèt sa, lè arbr kondwi a pa an kontak ak Capteur fòs la nan kòmansman zòn refwadisman an, fòs la imedyatman vin zewo, jan yo montre nan Figi 2d.Anplis de sa, lòt paramèt ki afekte fòmasyon fòs nan sik ki vin apre yo se valè tan refwadisman ak koyefisyan transfè chalè konvektif nan sik anvan an.Soti nan fig.2b, li ka wè ke apre yon peryòd refwadisman 15 segonn, fil SMA a pa t 'rive nan tanperati chanm ak Se poutèt sa te gen yon pi wo tanperati inisyal (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) nan dezyèm sik kondwi a konpare ak ak premye sik la (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)).Se konsa, konpare ak premye sik la, tanperati a nan fil SMA a pandan dezyèm sik chofaj la rive nan tanperati inisyal austenite (\(A_s\)) pi bonè epi li rete nan peryòd tranzisyon an pi lontan, sa ki lakòz estrès ak fòs.Nan lòt men an, distribisyon tanperati pandan sik chofaj ak refwadisman yo jwenn nan eksperyans ak simulation gen yon gwo resanblans kalitatif ak egzanp nan analiz tèmografik.Analiz konparatif nan done tèmik SMA fil soti nan eksperyans ak simulation te montre konsistans pandan sik chofaj ak refwadisman ak nan tolerans akseptab pou done eksperimantal.Tanperati maksimòm fil SMA a, ki te jwenn nan rezilta simulation ak eksperyans premye sik la, se \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ak \(75\,^{\circ }\hbox {C }\, respektivman), ak nan dezyèm sik la tanperati maksimòm fil SMA se \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) ak \(94\,^{\circ }\{circ},\h\{circ. bwat {C}\).Modèl la devlope fondamantalman konfime efè efè memwa fòm.Wòl fatig ak surchof pa te konsidere nan revizyon sa a.Nan lavni an, modèl la pral amelyore pou enkli istwa a estrès nan fil SMA a, fè li pi apwopriye pou aplikasyon jeni.Fòs pwodiksyon kondwi a ak trase tanperati SMA yo jwenn nan blòk Simulink yo nan tolerans yo akseptab nan done eksperimantal yo anba kondisyon yon batman vòltaj opinyon nan 7 V. Sa a konfime kòrèkteman ak fyab nan modèl la matematik devlope.
Yo te devlope modèl matematik la nan anviwònman MathWorks Simulink R2020b lè l sèvi avèk ekwasyon debaz yo dekri nan seksyon Metòd yo.Sou fig.3b montre yon dyagram blòk nan modèl matematik Simulink la.Modèl la te similye pou yon batman vòltaj opinyon 7V jan yo montre nan Figi 2a, b.Valè paramèt yo itilize nan simulation yo ki nan lis nan Tablo 1. Rezilta yo nan simulation pwosesis pasajè yo prezante nan Figi 1 ak 1. Figi 3a ak 4. Nan fig.4a, b montre vòltaj pwovoke nan fil SMA a ak fòs ki te pwodwi pa actuator la kòm yon fonksyon tan. Pandan transfòmasyon ranvèse (chofaj), lè tanperati SMA fil elektrik la, \(T <A_s^{\prime}\) (tanperati kòmansman faz austenite estrès modifye), pousantaj chanjman nan fraksyon volim martensite (\(\dot{\xi }\)) yo pral zewo. Pandan transfòmasyon ranvèse (chofaj), lè tanperati fil SMA a, \(T <A_s^{\prime}\) (estrès-modifye faz austenite kòmanse tanperati), pousantaj chanjman nan fraksyon volim martensite (\(\dot{\ xi }\)) yo pral zewo. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (температура проволоки SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (тетусна на фазы, модифицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\\dot) фазменения объемной доли мартенсита (\(\dot){\Тунѱ){\зменения. Pandan transfòmasyon ranvèse a (chofaj), lè tanperati a nan fil SMA a, \(T <A_s^{\prime}\) (tanperati aparisyon austenite modifye estrès), pousantaj chanjman nan fraksyon nan volim martensite (\(\dot{\ xi }\ )) yo pral zewo.在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T <A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体秩奥氏体秩氏体秶氏体秩度氏体体积分数的变化率（\(\dot{\ xi }\)) 将为零。在 反向 转变 （加热） 中 ， 当 当 当 线 温度 \ (t
(a) Rezilta simulation ki montre distribisyon tanperati ak tanperati junction estrès pwovoke nan yon actuator divalerate ki baze sou SMA.Lè tanperati fil la travèse tanperati tranzisyon austenite nan etap chofaj la, tanperati tranzisyon austenite modifye kòmanse ogmante, e menm jan an tou, lè tanperati tranzisyon fil fè kwaze tanperati tranzisyon martensitic nan etap refwadisman, tanperati tranzisyon martensitic diminye.SMA pou modélisation analyse pwosesis aksyon an.(Pou yon gade detaye sou chak sou-sistèm nan yon modèl Simulink, gade nan seksyon apendis nan dosye siplemantè a.)
Rezilta analiz la pou distribisyon diferan paramèt yo montre pou de sik vòltaj antre 7V (10 segonn chofe sik ak 15 segonn sik refwadisman).Pandan ke (ac) ak (e) dekri distribisyon an sou tan, nan lòt men an, (d) ak (f) ilistre distribisyon an ak tanperati.Pou kondisyon yo antre respektif, estrès maksimòm obsève se 106 MPa (mwens pase 345 MPa, fòs sede fil), fòs la se 150 N, deplasman maksimòm lan se 270 µm, ak fraksyon volim minimòm martensitic la se 0.91.Nan lòt men an, chanjman nan estrès ak chanjman nan fraksyon nan volim nan martensite ak tanperati yo sanble ak karakteristik isterèz.
Menm eksplikasyon an aplike a transfòmasyon dirèk (refwadisman) soti nan faz austenite nan faz martensit la, kote tanperati fil SMA (T) ak tanperati fen nan faz martensite modifye estrès la (\(M_f^{\prime}\ )) se ekselan.Sou fig.4d,f montre chanjman nan estrès pwovoke (\(\sigma\)) ak fraksyon volim nan martensite (\(\xi\)) nan fil SMA a kòm yon fonksyon de chanjman nan tanperati fil SMA (T), pou tou de sik kondwi.Sou fig.Figi 3a montre chanjman nan tanperati fil SMA a ak tan depann sou batman vòltaj opinyon an.Kòm ka wè nan figi a, tanperati a nan fil la kontinye ap ogmante lè li bay yon sous chalè nan vòltaj zewo ak refwadisman konvèktif ki vin apre.Pandan chofaj, retransfòmasyon martensite nan faz austenite kòmanse lè tanperati fil SMA a (T) travèse tanperati nucleation austenite estrès korije (\(A_s^{\prime}\)).Pandan faz sa a, fil SMA a konprese ak actuator a jenere fòs.Epitou pandan refwadisman, lè tanperati a nan fil SMA (T) travèse tanperati a nukleasyon nan faz nan martensite ki modifye estrès (\(M_s^{\prime}\)) gen yon tranzisyon pozitif soti nan faz nan austenite nan faz nan martensite.fòs kondwi a diminye.
Aspè kalitatif prensipal yo nan kondwi a bimodal ki baze sou SMA ka jwenn nan rezilta yo simulation.Nan ka a nan yon opinyon batman kè vòltaj, tanperati a nan fil SMA a ogmante akòz efè a chofaj Joule.Valè inisyal fraksyon nan volim martensite (\(\xi\)) mete sou 1, depi materyèl la se okòmansman nan yon faz konplètman martensitic.Kòm fil la kontinye chofe, tanperati a nan fil SMA a depase estrès korije austenite nucleation tanperati \(A_s^{\prime}\), sa ki lakòz yon diminisyon nan fraksyon nan volim martensite, jan yo montre nan Figi 4c.Anplis de sa, nan fig.4e montre distribisyon kou aktè a nan tan, ak nan fig.5 - kondwi fòs kòm yon fonksyon de tan.Yon sistèm ekwasyon ki gen rapò gen ladan tanperati, fraksyon volim martensite, ak estrès ki devlope nan fil la, sa ki lakòz kontraksyon nan fil SMA a ak fòs ki te pwodwi pa actuator la.Jan yo montre nan fig.4d,f, varyasyon vòltaj ak tanperati ak varyasyon fraksyon volim martensite ak tanperati koresponn ak karakteristik hystérésis SMA a nan ka simulation nan 7 V.
Konparezon paramèt kondwi yo te jwenn atravè eksperyans ak kalkil analyse.Fil yo te sibi yon vòltaj opinyon enpulsyonèl nan 7 V pou 10 segonn, Lè sa a, refwadi desann pou 15 segonn (faz refwadisman) sou de sik.Ang pinnate a tabli nan \(40^{\circ}\) epi longè inisyal fil SMA a nan chak janm pin sèl mete sou 83mm.(a) Mezire fòs kondwi a ak yon selil chaj (b) Siveyans tanperati fil ak yon kamera enfrawouj tèmik.
Yo nan lòd yo konprann enfliyans nan paramèt fizik sou fòs la ki te pwodwi pa kondwi a, yo te pote yon analiz de sansiblite nan modèl matematik la nan paramèt fizik yo chwazi yo, ak paramèt yo te klase selon enfliyans yo.Premyèman, echantiyon paramèt modèl yo te fè lè l sèvi avèk prensip konsepsyon eksperimantal ki te swiv yon distribisyon inifòm (gade Seksyon siplemantè sou analiz sansiblite).Nan ka sa a, paramèt modèl yo enkli vòltaj opinyon (\(V_{in}\)), inisyal longè fil SMA (\(l_0\)), ang triyang (\(\alpha\)), konstan prentan patipri (\(K_x\)), koyefisyan transfè chalè konvektif (\(h_T\)) ak kantite branch unimodal (n).Nan pwochen etap la, yo te chwazi fòs misk pik kòm yon egzijans konsepsyon etid ak efè parametrik chak seri varyab sou fòs yo te jwenn.Trase tònad yo pou analiz sansiblite a te sòti nan koyefisyan korelasyon pou chak paramèt, jan yo montre nan Fig. 6a.
(a) Valè koyefisyan korelasyon paramèt modèl yo ak efè yo sou fòs pwodiksyon maksimòm 2500 gwoup inik paramèt modèl ki anwo yo montre nan trase tònad la.Grafik la montre korelasyon ran plizyè endikatè yo.Li klè ke \(V_{in}\) se sèl paramèt ki gen yon korelasyon pozitif, ak \(l_0\) se paramèt ki gen pi gwo korelasyon negatif la.Efè divès paramèt nan konbinezon divès kalite sou fòs misk pik yo montre nan (b, c).\(K_x\) varye ant 400 a 800 N/m ak n varye ant 4 ak 24. Voltaj (\(V_{in}\)) chanje soti nan 4V a 10V, longè fil (\(l_{0} \)) chanje soti nan 40 a 100 mm, ak ang ke a (\ (\(\)) varye soti nan \{0} (\)) varye soti nan \\ alpha (\circ).
Sou fig.6a montre yon trase tònad nan divès koyefisyan korelasyon pou chak paramèt ak kondisyon konsepsyon fòs kondwi pik.Soti nan fig.6a li ka wè ke paramèt vòltaj la (\(V_{in}\)) se dirèkteman gen rapò ak fòs pwodiksyon maksimòm lan, ak koyefisyan transfè chalè konvektif (\(h_T\)), ang flanm dife (\(\alpha\)), deplasman prentan konstan (\(K_x\)) negatif korelasyon ak fòs pwodiksyon an ak kantite inisyal la nan longè a nan branch SMA. (n) montre yon korelasyon envès fò Nan ka korelasyon dirèk Nan ka yon valè ki pi wo nan koyefisyan korelasyon vòltaj la (\(V_ {in}\)) endike ke paramèt sa a gen pi gwo efè sou pwodiksyon pouvwa a.Yon lòt analiz menm jan an mezire fòs pik la nan evalye efè diferan paramèt nan konbinezon diferan de espas enfòmatik yo, jan yo montre nan Fig. 6b, c.\(V_{in}\) ak \(l_0\), \(\alpha\) ak \(l_0\) gen modèl menm jan an, epi graf la montre ke \(V_{in}\) ak \(\alpha\ ) ak \(\alpha\) gen modèl menm jan an.Pi piti valè \(l_0\) lakòz pi wo fòs pik yo.De lòt trase yo konsistan avèk Figi 6a, kote n ak \(K_x\) yo korelasyon negatif epi \(V_{in}\) yo korelasyon pozitivman.Analiz sa a ede defini ak ajiste paramèt enfliyanman kote fòs pwodiksyon, konjesyon serebral ak efikasite sistèm kondwi a ka adapte ak kondisyon yo ak aplikasyon an.
Travay rechèch aktyèl entwodui ak envestige kondui yerarchize ak nivo N.Nan yon yerachi de-nivo, jan yo montre nan Fig. 7a, kote olye pou yo chak fil SMA nan actuator nan premye nivo, se yon aranjman bimodal reyalize, jan yo montre nan fig.9e.Sou fig.7c montre kouman fil SMA a blese alantou yon bra mobil (bra oksilyè) ki sèlman deplase nan direksyon longitudinal.Sepandan, bra mobil prensipal la kontinye ap deplase nan menm fason ak bra mobil nan 1ye etap aktè milti-etap la.Tipikman, yon kondwi N-etap kreye lè w ranplase fil SMA etap \(N-1\) ak yon kondwi premye etap.Kòm yon rezilta, chak branch imite kondwi nan premye etap, ak eksepsyon nan branch nan ki kenbe fil la tèt li.Nan fason sa a, estrikti enbrike yo ka fòme ki kreye fòs ki plizyè fwa pi gran pase fòs yo nan kondui prensipal yo.Nan etid sa a, pou chak nivo, yo te pran an konsiderasyon yon longè total fil efikas SMA 1 m, jan yo montre nan fòma tabular nan Figi 7d.Aktyèl nan chak fil nan chak konsepsyon unimodal ak prestress ki kapab lakòz ak vòltaj nan chak segman fil SMA yo se menm bagay la nan chak nivo.Dapre modèl analyse nou an, fòs pwodiksyon an gen yon relasyon pozitif ak nivo a, pandan y ap deplasman an negatif.An menm tan an, te gen yon echanj ant deplasman ak fòs nan misk.Jan yo wè nan fig.7b, pandan ke fòs maksimòm lan reyalize nan pi gwo kantite kouch, se pi gwo deplasman an obsève nan kouch ki pi ba a.Lè yo te fikse nivo yerachi a nan \(N=5\), yo te jwenn yon fòs misk pik 2.58 kN ak 2 kou obsève \(\upmu\)m.Nan lòt men an, kondwi nan premye etap jenere yon fòs 150 N nan yon konjesyon serebral 277 \(\upmu\)m.Aktuateur milti-nivo yo kapab imite misk byolojik reyèl, kote misk atifisyèl ki baze sou alyaj memwa fòm yo kapab jenere fòs siyifikativman pi wo ak mouvman presi ak pi rafine.Limit yo nan konsepsyon miniaturized sa a se ke kòm yerachi a ogmante, mouvman an ap redwi anpil ak konpleksite nan pwosesis la manifakti kondwi ogmante.
(a) Yon de etap (\(N=2\)) kouch fòm memwa alyaj lineyè sistèm actuator montre nan yon konfigirasyon bimodal.Modèl yo pwopoze a reyalize lè w ranplase fil SMA a nan premye etap aktuateur kouch ak yon lòt aktuateur kouch etap sèl.(c) Konfigirasyon defòme nan dezyèm etap aktè multikouch la.(b) Yo dekri distribisyon fòs ak deplasman selon kantite nivo yo.Li te jwenn ke fòs la pik nan actuator la pozitivman Koehle ak nivo echèl la sou graf la, pandan y ap konjesyon serebral la se negatif korelasyon ak nivo echèl la.Aktyèl ak pre-vòltaj nan chak fil rete konstan nan tout nivo.(d) Tablo a montre kantite tiyo ak longè fil SMA (fib) nan chak nivo.Karakteristik fil yo endike pa endèks 1, epi kantite branch segondè (yon sèl ki konekte ak janm prensipal la) endike pa pi gwo nimewo nan abònman an.Pou egzanp, nan nivo 5, \(n_1\) refere a kantite fil SMA ki prezan nan chak estrikti bimodal, ak \(n_5\) refere a kantite pye oksilyè (yon sèl ki konekte ak janm prensipal la).
Anpil chèchè te pwopoze plizyè metòd pou modèl konpòtman SMA ak memwa fòm, ki depann de pwopriyete tèrmomekanik ki akonpaye chanjman makwoskopik nan estrikti kristal ki asosye ak tranzisyon faz la.Fòmilasyon metòd konstititif la se natirèlman konplèks.Tanaka28 pwopoze modèl fenomènolojik ki pi souvan itilize epi li lajman itilize nan aplikasyon jeni.Modèl fenomènolojik Tanaka [28] pwopoze a sipoze fraksyon volim martensit la se yon fonksyon eksponansyèl tanperati ak estrès.Apre sa, Liang ak Rogers29 ak Brinson30 te pwopoze yon modèl kote dinamik tranzisyon faz yo te sipoze yon fonksyon kosinen vòltaj ak tanperati, ak ti modifikasyon nan modèl la.Becker ak Brinson te pwopoze yon modèl sinetik ki baze sou dyagram faz pou modèl konpòtman materyèl SMA yo anba kondisyon chaj abitrè ak tranzisyon pasyèl yo.Banerjee32 itilize metòd dinamik dyagram faz Bekker ak Brinson31 pou simulation yon sèl manipilatè degre libète Elahinia ak Ahmadian33 devlope.Metòd sinetik ki baze sou dyagram faz, ki pran an kont chanjman ki pa monotonik nan vòltaj ak tanperati, yo difisil pou aplike nan aplikasyon jeni.Elakhinia ak Ahmadian atire atansyon sou enpèfeksyon sa yo nan modèl fenomènolojik ki deja egziste epi pwopoze yon modèl fenomenolojik pwolonje pou analize ak defini konpòtman memwa fòm anba nenpòt kondisyon chaje konplèks.
Modèl estriktirèl fil SMA bay estrès (\(\sigma\)), souch (\(\epsilon\)), tanperati (T), ak fraksyon volim martensite (\(\xi\)) nan fil SMA.Modèl konstititif fenomènolojik la te premye pwopoze pa Tanaka28 epi pita te adopte pa Liang29 ak Brinson30.Derive ekwasyon an gen fòm sa a:
kote E se modil SMA Young ki depann de faz yo jwenn lè l sèvi avèk \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi)E_A\) ak \(E_A\) ak \(E_M\) ki reprezante modil Young yo se faz austenitik ak martensitik, respektivman, epi koyefisyan ekspansyon tèmik la reprezante pa \(\\theta).Faktè kontribisyon tranzisyon faz la se \(\Omega = -E \epsilon _L\) ak \(\epsilon _L\) se souch maksimòm rekiperab nan fil SMA a.
Ekwasyon dinamik faz la kowenside ak fonksyon kosinen Liang29 devlope epi Brinson30 te adopte pita olye de fonksyon eksponansyèl Tanaka28 pwopoze a.Modèl tranzisyon faz la se yon ekstansyon modèl Elakhinia ak Ahmadian34 pwopoze a epi modifye dapre kondisyon tranzisyon faz Liang29 ak Brinson30 bay yo.Kondisyon yo itilize pou modèl tranzisyon faz sa a valab anba chaj tèmomekanik konplèks.Nan chak moman, valè fraksyon volim martensit la kalkile lè w ap modelize ekwasyon konstititif la.
Ekwasyon retransfòmasyon gouvène a, ki eksprime pa transfòmasyon martensit nan austenite nan kondisyon chofaj, se jan sa a:
kote \(\xi\) se fraksyon nan volim nan martensit, \(\xi _M\) se fraksyon nan volim nan martensit yo jwenn anvan chofaj, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f - A_s)\), \ (\displaystyle b_A = -a_A/C_A\) ak \(C_A\) - koub paramèt, T_A\) - aproximation, T_A\ f\) - kòmansman ak fen faz austenite, respektivman, tanperati.
Ekwasyon kontwòl transfòmasyon dirèk la, ki reprezante pa transfòmasyon faz nan austenite nan martensite nan kondisyon refwadisman, se:
kote \(\xi _A\) se fraksyon volim nan martensite ki te jwenn anvan refwadisman, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s - M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) ak \ (C_M \) - paramèt koub Fitting, T - SMA fil tanperati a, \) (M_s - M_f) respektivman tanperati final, \)
Apre ekwasyon (3) ak (4) yo diferansye, ekwasyon transfòmasyon envès ak dirèk yo senplifye nan fòm sa a:
Pandan transfòmasyon devan ak dèyè \(\eta _{\sigma}\) ak \(\eta _{T}\) pran diferan valè.Ekwasyon debaz ki asosye ak \(\eta _{\sigma}\) ak \(\eta _{T}\) yo te sòti epi diskite an detay nan yon lòt seksyon.
Enèji tèmik ki nesesè pou ogmante tanperati fil SMA a soti nan efè chofaj Joule.Enèji tèmik absòbe oswa lage pa fil SMA a reprezante pa chalè inaktif nan transfòmasyon.Pèt chalè a nan fil SMA a se akòz konveksyon fòse, epi bay efè a neglijab nan radyasyon, ekwasyon an balans enèji chalè se jan sa a:
Ki kote \(m_{fil}\) se mas total fil SMA a, \(c_{p}\) se kapasite chalè espesifik SMA a, \(V_{in}\) se vòltaj ki aplike nan fil la, \(R_{ohm} \ ) - faz-depandan rezistans SMA, defini kòm;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) kote \(r_M\) ak \(r_A\) se rezistivite faz SMA nan martensit ak austenite, respektivman, \(A_{c}\) se sipèfisi sifas la nan \() SMA se yon fòm memwa H a.Chalè inaktif tranzisyon fil elektrik la, T ak \(T_{\infty}\) se tanperati fil SMA a ak anviwònman an, respektivman.
Lè yon fil alyaj memwa fòm aktuye, fil la konprese, kreye yon fòs nan chak branch nan konsepsyon an bimodal ki rele fòs fib.Fòs fib yo nan chak fil fil SMA a ansanm kreye fòs nan misk pou aji, jan yo montre nan Fig. 9e.Akòz prezans yon prentan prejije, fòs total misk Nyèm aktè multikouch la se:
Ranplase \(N = 1\) nan ekwasyon (7), yo ka jwenn fòs nan misk premye etap pwototip kondwi bimodal la jan sa a:
kote n se kantite janm unimodal, \(F_m\) se fòs misk ki te pwodwi pa kondwi a, \(F_f\) se fòs fib nan fil SMA a, \(K_x\) se rèd patipri a.prentan, \(\alpha\) se ang triyang lan, \(x_0\) se konpanse inisyal prentan an patipri pou kenbe kab SMA a nan pozisyon pre-tension, ak \(\Delta x\) se vwayaj la actuator.
Deplasman total oswa mouvman kondwi a (\(\Delta x\)) depann sou vòltaj la (\(\sigma\)) ak souch (\(\epsilon\)) sou fil SMA nan etap Nyèm lan, kondwi a mete sou (gade Fig. pati adisyonèl nan pwodiksyon an):
Ekwasyon sinematik yo bay relasyon ki genyen ant deformation kondwi (\(\epsilon\)) ak deplasman oswa deplasman (\(\Delta x\)).Deformation nan fil Arb la kòm yon fonksyon nan longè fil inisyal Arb la (\(l_0\)) ak longè fil la (l) nan nenpòt ki lè t nan yon sèl branch unimodal se jan sa a:
kote \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) yo jwenn lè w aplike fòmil kosinis la nan \(\Delta\)ABB ', jan yo montre nan Figi 8. Pou premye etap kondwi a (\(N = 1\el\)), \(N = 1\el\el\)),(x(D\el\)\el\) _1\) se \(\alpha \) jan yo montre nan Figi 8 la, lè yo fè diferans ak tan an ak Ekwasyon (11) epi ranplase valè l, yo ka ekri pousantaj deformasyon an:
kote \(l_0\) se longè inisyal fil SMA a, l se longè fil la nenpòt ki lè t nan yon branch unimodal, \(\epsilon\) se deformation ki devlope nan fil SMA a, ak \(\alpha \) se ang triyang lan, \(\Delta x\) se konpanse kondwi a (jan yo montre nan Figi 8).
Tout n estrikti sèl-pik (\(n=6\) nan figi sa a) konekte an seri ak \(V_{in}\) kòm vòltaj la antre.Etap I: Dyagram eskematik fil SMA a nan yon konfigirasyon bimodal anba kondisyon vòltaj zewo Etap II: Yo montre yon estrikti kontwole kote fil SMA a konprese akòz konvèsyon envès, jan liy wouj la montre.
Kòm yon prèv konsèp, yo te devlope yon kondwi bimodal ki baze sou SMA pou teste derivasyon simulation ekwasyon ki kache yo ak rezilta eksperimantal.Modèl CAD aktè lineyè bimodal la montre nan fig.9a.Nan lòt men an, nan fig.9c montre yon nouvo konsepsyon pwopoze pou yon koneksyon prismatik wotasyon lè l sèvi avèk yon actuator de avyon ki baze sou SMA ak yon estrikti bimodal.Konpozan kondwi yo te fabrike lè l sèvi avèk fabrikasyon aditif sou yon enprimant 3D Ultimaker 3 Extended.Materyèl yo itilize pou enprime 3D nan konpozan se polikarbonat ki apwopriye pou materyèl rezistan chalè kòm li se fò, dirab e li gen yon tanperati tranzisyon vè segondè (110-113 \(^{\circ }\) C).Anplis de sa, Dynalloy, Inc Flexinol fòm memwa alyaj fil te itilize nan eksperyans yo, ak pwopriyete yo materyèl ki koresponn ak fil Flexinol yo te itilize nan simulation yo.Plizyè fil SMA yo ranje kòm fib prezan nan yon aranjman bimodal nan misk yo jwenn gwo fòs yo ki te pwodwi pa actuators miltikouch, jan yo montre nan Figi 9b, d.
Jan yo montre nan Figi 9a, ang egi ki fòme pa fil SMA bra mobil la rele ang lan (\(\alpha\)).Avèk kranpon tèminal tache ak kranpon gòch ak dwa, fil SMA a fèt nan ang bimodal vle.Aparèy prentan patipri ki te fèt sou konektè prentan an fèt pou ajiste diferan gwoup ekstansyon prentan patipri selon kantite (n) fib SMA.Anplis de sa, kote pati k ap deplase yo fèt pou fil SMA a ekspoze a anviwònman ekstèn pou refwadisman konveksyon fòse.Plak yo anwo ak anba nan asanble detachable a ede kenbe fil SMA a fre ak dekoupaj ekstrè ki fèt pou diminye pwa.Anplis de sa, tou de bout fil CMA yo fiks sou tèminal gòch ak dwa, respektivman, pa vle di nan yon crimp.Yon plonje tache nan yon bout nan asanble mobil la pou kenbe clearance ant plak anwo ak anba yo.Plonje a tou itilize pou aplike yon fòs bloke nan Capteur a atravè yon kontak pou mezire fòs la bloke lè fil SMA a aktive.
Estrikti nan misk bimodal SMA se elektrik konekte nan seri ak mache pa yon vòltaj batman kè opinyon.Pandan sik batman kè vòltaj la, lè yo aplike vòltaj ak fil SMA a chofe pi wo pase tanperati inisyal la nan austenite, longè fil la nan chak strand vin pi kout.Retraksyon sa a aktive subassembly bra mobil la.Lè vòltaj la te zewo nan menm sik la, fil SMA chofe a te refwadi anba tanperati sifas martensite la, kidonk retounen nan pozisyon orijinal li.Anba kondisyon zewo estrès, fil SMA a premye lonje pasif pa yon prentan patipri pou rive nan eta martensitic detwinned la.Vis la, nan ki fil SMA a pase, deplase akòz konpresyon an ki te kreye pa aplike yon batman vòltaj nan fil SMA a (SPA rive nan faz la austenite), ki mennen nan aksyon an nan levye a mobil.Lè fil SMA an retrè, prentan an patipri kreye yon fòs opoze pa plis etann sezon prentan an.Lè estrès nan vòltaj enpilsyon an vin zewo, fil SMA a pwolonje ak chanje fòm li akòz refwadisman konveksyon fòse, rive nan yon faz doub martensitic.
Sistèm actuator lineyè ki baze sou SMA yo pwopoze a gen yon konfigirasyon bimodal kote fil SMA yo an angle.(a) montre yon modèl CAD nan pwototip la, ki mansyone kèk nan eleman yo ak siyifikasyon yo pou pwototip la, (b, d) reprezante pwototip eksperimantal devlope a35.Pandan ke (b) montre yon View anlè pwototip la ak koneksyon elektrik ak sous dlo patipri ak mezi souch yo itilize, (d) montre yon View pèspektiv nan konfigirasyon an.(e) Dyagram nan yon sistèm aksyon lineyè ak fil SMA yo mete bimodal nan nenpòt ki lè t, ki montre direksyon ak kou nan fib la ak fòs nan misk.(c) Yo pwopoze yon koneksyon prismatik wotasyon 2-DOF pou deplwaye yon actuator de avyon ki baze sou SMA.Jan yo montre, lyen an transmèt mouvman lineyè soti nan kondwi anba a nan bra anwo a, kreye yon koneksyon wotasyon.Nan lòt men an, mouvman an nan pè a nan prism se menm jan ak mouvman an nan kondwi a premye etap multi.
Yo te fè yon etid eksperimantal sou pwototip yo montre nan Figi 9b pou evalye pèfòmans yon kondwi bimodal ki baze sou SMA.Jan yo montre nan Figi 10a, konfigirasyon eksperimantal la konsiste de yon ekipman pou pouvwa DC pwogramasyon pou bay vòltaj antre nan fil SMA yo.Jan yo montre nan fig.10b, yo te itilize yon kalib souch piezoelectric (PACEline CFT/5kN) pou mezire fòs bloke lè l sèvi avèk yon enregistreur done Graphtec GL-2000.Done yo anrejistre pa lame a pou plis etid.Mezi souch ak anplifikatè chaj mande pou yon ekipman pou pouvwa konstan pou pwodwi yon siyal vòltaj.Siyal korespondan yo konvèti nan pwodiksyon pouvwa selon sansiblite nan Capteur fòs piezoelectric ak lòt paramèt jan sa dekri nan Tablo 2. Lè yo aplike yon batman vòltaj, tanperati a nan fil SMA a ogmante, sa ki lakòz fil SMA a konprese, ki lakòz actuator a jenere fòs.Rezilta eksperimantal pwodiksyon fòs nan misk pa yon batman vòltaj antre nan 7 V yo montre nan fig.2a.
(a) Yo te mete yon sistèm actuator lineyè ki baze sou SMA nan eksperyans la pou mezire fòs aktè a te pwodwi.Selil chaj la mezire fòs bloke a epi li mache ak yon ekipman pou pouvwa 24 V DC.Yo te aplike yon gout vòltaj 7 V sou tout longè kab la lè l sèvi avèk yon GW Instek pwogramasyon DC pouvwa.Fil SMA a retresi akòz chalè, ak bra mobil la kontakte selil chaj la epi egzèse yon fòs bloke.Selil chaj la konekte ak enregistreur done GL-2000 la epi done yo estoke sou lame a pou plis pwosesis.(b) Dyagram ki montre chèn konpozan konfigirasyon eksperimantal la pou mezire fòs misk yo.
Alyaj memwa fòm yo eksite pa enèji tèmik, kidonk tanperati vin tounen yon paramèt enpòtan pou etidye fenomèn memwa fòm.Eksperimantal, jan yo montre nan Fig. 11a, yo te fè D tèmik ak mezi tanperati sou yon pwototip SMA ki baze sou divalerate actuator.Yon sous DC pwogramasyon aplike vòltaj opinyon nan fil SMA yo nan konfigirasyon eksperimantal la, jan yo montre nan Figi 11b.Chanjman tanperati fil SMA a te mezire an tan reyèl lè l sèvi avèk yon kamera LWIR rezolisyon segondè (FLIR A655sc).Lame a sèvi ak lojisyèl ResearchIR pou anrejistre done pou plis post-pwosesis.Lè yo aplike yon batman vòltaj, tanperati a nan fil SMA a ogmante, sa ki lakòz fil SMA a retresi.Sou fig.Figi 2b montre rezilta eksperimantal tanperati fil SMA a kont tan pou yon batman vòltaj opinyon 7V.
Tan pòs: 28-Sep 2022