Gratias tibi ago pro natura.com adire.Versio navigatoris utens quam subsidia limitata CSS habet.Ad optimam experientiam commendamus ut navigatro renovato uteris (vel inactivare Compatibilitas Modus in Penitus Rimor).Interea, ut subsidia continua conservent, locum sine stylis et JavaScript reddemus.
Actuatores ubique adhibentur et motum moderatum efficiunt applicando vim rectam excitandi vel torquem ad varias operationes in fabricandis et automationibus industrialibus exercendis.Necessitas velocius, minor et efficacior agit, novationem in consilio agitantem agit.Figura Memoria Alloy (SMA) multa commoda in conventionales agitationes offerat, inclusa ratione magnae potentiae ad pondus.In hac dissertatione, actuator bipennis SMA fundatus evolvit quae componit commoda plumearum musculorum systematis biologicorum ac singularibus proprietatibus SMAs.Hoc studium priorum actuum SMA explorat et extendit, enucleando exemplum mathematicum novi actuatoris innixum in dispositione filum bimodale SMA et experimentum experiendo.Cognitis comparatis ex SMA agitationibus comparatus, vis actuationis novi coegi saltem 5 partibus altior est (usque ad 150 N).Damnum pondus respondente fere 67% est.Eventus sensibilitatis analysis exemplorum mathematicorum utiles sunt ad parametris designandis et ad parametris clavis intelligendis.Hoc studium adhuc praebet coegi scaenicus multi-gradus qui ad dynamicas ulteriores augendas adhiberi potest.SMA-substructio musculi dipvalerati actuatores amplis applicationibus habent, ab aedificando automationem ad systemata medicamentorum partus praecisionem.
Systema biologica, sicut structurae musculares mammalium, multos actuatores subtiles movere possunt.Mammalia structurae musculi diversae habent, singulae propositum specificum servientes.Sed multa de structura musculi mammalium in duo genera lata dividi possunt.Parallelus et pennatus.In poplitibus et aliis flexoribus, ut nomen sonat, musculatura parallela fibras habet musculosas mediae tendinis parallelas.Catena fibrarum musculorum instruxit et officiatorie per textus connectit circa eas.Tametsi hi musculi magnam excursionem habere dicuntur (breviatione cento), eorum vis musculi altiore valde limitata est.E contra in triceps vituli musculi 2 (gastrocnemii lateralis (GL)3, gastrocnemius medialis 4 et soleus (SOL)) et femoris extensoris 5,6 musculi pennatis in singulis musculus7 invenitur.In structura pinnata, fibrae musculi bipennatis musculaturae adsunt utrinque tendinis centralis ad angulos obliquos (angulos pinnatos).Pennate ab Latino penna, quod est calamum, venit, ut in fig.1 Pluma species habet.Fibrae musculorum pennatorum breviores et angulati usque ad axem longitudinalem musculi.Ob pinnatam structuram, altiore horum musculorum mobilitas reducitur, quae ad processus transversales et longitudinales brevioris processus ducit.Ex altera parte, activatio horum musculorum ducit ad superiorem altiore vi musculi ob viam transversim sectionis physiologicae mensuratae.Ergo, dato spatio sectionis transversim, musculi pennati fortiores erunt et vires superiores generabunt quam musculos cum fibris parallelis.Copiae a singulis fibris generatae copias musculorum in gradu macroscopico in illo textus musculi generant.Praeterea has proprietates singulares habet ut DECREMENTUM ieiunium, praesidium contra damnum distrahens, cushion.Relationes inter fibra input et musculorum output transformat, utendo singularia lineamenta et complexionem geometricam fibrarum dispositionis cum musculis agendi.
Exhibentur schematica schematica existendi SMA innixa consilia actuatoris in relatione ad architecturam muscularium bimodalem, exempli gratia (a), repraesentantes commercium vim tangendi in quo fabrica manus informis, quae per SMA filis agitur, in duobus rotis autonomis mobilibus robot9, 10. annectitur., (b) Prosthesis robotica orbitalis antagonistice posita SMA orbitalis prosthesis ver-onusta.Situs prosthetici oculi regitur signo e musculus oculi 11 , (c) SMA actuatores ideales sunt applicationum sub aqua summersorum propter altitudinem frequentiae responsionis et band longae.In hac configuratione, SMA actuatores adhibentur ad motum fluctuum simulando motum piscium, (d) SMA actuatores adhibentur ad inspectionem robot fistulae microformi quae uti potest principium motus pollicis vermis uti, moderante motu SMA filis intra canalem 10, (e) ostendit directionem contractionis fibrarum musculorum et vim contractilem generans in textura gastrocnemio, (f) forma musculorum in fibris pennatis dispositis, (f) forma musculorum in fibris pennatis disposita ostendit.
Actuatores systematum mechanicorum pars momenti facti propter amplis applicationibus.Ideo minor necessitas, velocior et efficacior inpellit criticum fit.Quamvis utilitates suas traditum agat, probatum est tempus edax carum esse et conservare.Actus hydraulica et pneumatica implicata et pretiosa sunt et subsunt induti, lubricationis problemata et defectum componentium.Respondens postulare, focus in evolutione sumptus efficax est, actuatores inspectionis-optimized et provectae secundum materias callidiores.Investigatio permanentis figuram quaerit stannum memoriae (SMA) actuatores iactum huic necessitati occurrere.Actus hierarchici singulares sunt in eo quod plures actus discretos in subsystematibus tortor scalarum geometricorum multiplicium componunt ad augendam et amplificandam functionem.Hac de re, textus humani musculi supra descriptus egregium exemplum multiformium actuum multiformium praebet.Praesens studium multi-gradum SMA coegi cum pluribus elementis (SMA filis) in fibris orientationes quae in musculis bimodalibus insunt, quae altiore activitate perficiendi melioris sunt, aligned.
Praecipua propositi actus actus est ut potentiae mechanicae output generandi sicut vis et obsessio energiae electricae convertens.Admixtionum figura memoria genus sunt materiarum "doloris" quae suam figuram in calidis temperaturis restituere possunt.Sub magnis oneribus, incrementum in temperatura filum SMA ducit ad recuperationem figuram, unde in altiori actuo industria densitas comparatur variis materiis captiosis directe connexis.Eodem tempore, sub mechanicis oneribus, SMAS fragiles fiunt.Sub certis conditionibus, onus cyclicum absorbet et energiam mechanicam emittere potest, ostendens conversiones figurarum hystereticam convertibilem.Hae proprietates singulares SMA idealem faciunt sensoriis, vibrationis debilitantibus et praesertim actuatoribus12.Ita res est multae investigationes in SMA-dicentur agitet.Animadvertendum est quod SMA actuatores fundati ordinantur ad motum translationalem et gyrum praebere variis applicationibus 13,14,15.Etsi actuatores gyratorii quidam explicati sunt, investigatores praecipue sunt actuatores lineares quorum interest.Actores hi lineares in tria genera actuatorum dividi possunt: ​​una dimensiva, obsessio et actus differentiales 16 .Initio, agitationes hybridarum factae sunt in compositione cum SMA et aliis agitationibus conventionalibus.Quale exemplum SMA innixae actuatoris linearis hybridis est usus filum SMA cum motore DC ad vim output circa 100 N praebendam et displacentiam significantium.
Una ex primis progressibus in agitationibus in SMA totaliter fundatis erat coegi SMA paralleli.Pluribus filis SMA utens, coegi SMA fundatum parallelum ordinatur ad potentiam coegi augendam ponendo omnia filis SMA18 in parallelis.Connexio actuatorum parallela non solum vim maiorem requirit, sed etiam vim output unius filum unum limitat.Aliud incommodum SMA secundum actus suos limitata peregrinatione consequi possunt.Ad hanc quaestionem solvendam, SMA cable trabs creatus est in quo deflexum trabem flexibilem ad motum augendum et ad motum linearem perficiendum creatum est, sed superiores copias non generavit.Mollia deformabilia structurae et textilia pro robots fundatis in figura memoriae admixtionum principaliter amplificatae sunt ad incursum amplificationis 20,21,22.Ad applicationes ubi celeritates altae requiruntur, umbilicaria compacta repulsa nuntiata sunt utens tenuis pellicularum SMAs ad applicationes micropump agitatas 23 .Frequentia pellicula membranae tenuis pelliculae SMA est factor praecipuus in celeritate aurigae moderante.Ergo motores lineares SMA meliorem responsionem dynamicam habent quam motores SMA veris vel virgae.Mollia robotica et technologiae tenacitatis sunt duae aliae applicationes quae actuatores SMA substructio utuntur.Exempli gratia, ad reponendam regulae actus in 25 N fibulationis spatio adhibito, figura memoriae stannum parallelae actuatoris 24 amplificata est.Alio casu, actus mollis SMA fabricatus est in filo cum matrice infixa, quae vim maximam trahendi 30 N. producere potest. Ob earum proprietatum mechanicarum usus etiam SMAs producere solent actuatores biologicos phaenomena imitantia.Una talis progressio includit robot cellularum 12-cellorum quae est biomimetica organismi terebinthinae cum SMA ad generandum motum sinuosum ad ignem 26.27.
Ut ante dictum est, modus est vis maximae quae obtineri potest ab actuatoribus existentibus SMA fundatis.Ad hanc quaestionem compellare, hoc studium structuram musculus bimodalis biomimeticam exhibet.Figura agitatus memoriae offensionis filum.Systema classificationis praebet, quod plures figuras stannum filis memoriae includit.Ad modernum, nulli actus SMA dicentur cum simili architectura in litteris relati sunt.Haec unica et nova ratio in SMA fundata est, ad mores SMA per bimodalis musculi alignment studium elaboratum.Ad actuatores existentes SMA fundato, finis huius studii erat actuatorem biomimeticum dipvaleratum creare ut vires altiores signanter generaret in parvo volumine.Comparatus ad conventionale stepper motore deiectum agitet usus in HVAC aedificatione automationis et systematis moderandi, propositum SMA-substructio bimodalis consilium coegi pondus mechanismi coegi per 67% minuit.In sequentibus termini "musculus" et "coegi" inuicem ponuntur.Hoc studium multiphysicam simulationem talis activitatis investigat.Mechanica rationum talium systematum methodis experimentalibus et analyticis pervestigata est.Distributiones vis et temperaturae ulterius quaesita sunt in initus intentionis 7 V. Postmodum analysis parametrica peracta est ut melius intellegeretur relationem inter parametri clavis et vim output.Actores denique hierarchici perspiciuntur et effectus gradus hierarchici proponuntur ut potentia futura area pro actuatoribus non magneticis ad applicationes protheticas.Secundum eventus praedictorum studiorum, usus architecturae unius scaenae copias producit saltem quattuor ad quinquies altiores quam actuatores relatum SMA fundatum.Praeterea vis eadem vis ex multi-gradu cogente multi-gradu generata demonstratum est plusquam decies centena millia quae conventionales SMA-substructio agitet.Studium deinde parametris clavis refert utentes sensitivum analysin inter varia consilia et variabiles initus.Longitudo initialis filum SMA (\(l_0\)), angulus pinnatus (\(\alpha\)) et numerus filorum singularium (n) in singulis littus vim negativam habent validam in magnitudine vis impulsus.vires, dum input intentione (energia) evenit ut positive connectatur.
Filum SMA exhibet figuram memoriae effectus (SME) visi in nickel-titanio (Ni-Ti) familiae admixtorum.Typice, SMAs exhibent duo augmenta temperatura dependens: humilitas temperatura et phase caliditas magna.Ambae gradus singulares proprietates habent ob diversarum structurarum cristallinarum praesentiam.In periodo austenite (caliditas phase) supra mutationem caliditatis existens, materia altam vim exhibet et sub onere male deformatur.stannum sicut chalybs immaculata agit, ideo altiores impressiones actionis sustinere potest.Inter has proprietates Ni-Ti admixtionum, fila SMA obliquata sunt ut actuatorem efforment.Apta exempla analytica explicantur ad intelligendas mechanicas fundamentales morum scelerisque SMA sub impressione variarum parametri et variarum geometriarum.Bonum pactum inter experimentalem et analyticum eventum obtenta est.
Studium experimentale perlatum est in prototypo in Fig. 9* ad aestimandum effectum coegi bimodalis innixum in SMA.Duae ex his proprietatibus, vis ab cogente (vis musculi) et temperatura fili SMA (SMA caliditatis) generatae, experimento mensuratae sunt.Cum differentia voltage per totam longitudinem fili in coegi augetur, temperatura filum augetur propter effectum calefactionis Joule.Inputatio intentionis applicata est in duobus cyclis 10-sinis (sicut punctis rubris in Fig. 2a, b) cum 15-s refrigerio inter singulos cyclos adhibita.Vis interclusio metiebatur utens piezoelectricae contentionem METIOR, et temperatura filum SMA distributio viverra in reale tempus utens gradatim scientificus summus solutionis camerae LWIR (vide notae instrumenti in Tabula II adhibito).In summa intentione ostendit, temperaturam filum monotonice augere, sed cum nulla vena fluit, temperaturam filum delabi pergit.In statu current experimentali, temperatura filum SMA in refrigeratione periodo decidit, sed adhuc super temperatura ambientem erat.Pridie fici.2e snapshots caliditatis in SMA filum e camera LWIR sumptum ostendit.Aliunde vero in fig.2a vis interclusionis ostendit systema pellendi generatum.Cum vis musculus excedens vim restaurandi fontis, brachium mobile, ut patet in figura 9a, incipit movere.Cum primum actu incipitur, brachium mobile cum sensore attingit, vim corporis creans, ut in fig.2c, d.Cum temperatura maxima proxima est \(84\,^{\circ}\hbox {C}\, vis maxima observata est 105 N.
Aliquam lacinia purus ostendit eventus experimentales temperaturae filum SMA et vim quae ab actuatore bimodali SMA fundatae generatur in duobus cyclis.Initus intentionis applicatur in duobus 10 secundis cyclis (sicut punctis rubris ostensis) cum 15 secundo refrigerationis spatio inter singulos cyclos.SMA filum experimentis adhibitum erat 0.51 mm diametrum filum Flexinol ex Dynalloy, Inc. IR software LWIR camera.Parametri geometrici ratio habita experimentis in Tabula ponuntur.unus.
Simulatio eventus exemplaris mathematici et eventus experimentales comparantur sub conditione initus intentionis 7V, ut in Fig.5.Secundum analysin parametricas et ad vitandum possibilitatem excalfaciendi filum SMA, potentia 11.2 W actuatori instructa est.Copia programmabilis DC potentiae 7V sicut input voltage adhibebatur, et currens 1.6A per filum mensurabatur.Vis ab impulsu genita et temperatura incrementi SDR cum applicata vena est.Cum initus intentione 7V, vis maxima output ex simulatione proventuum et experimentorum primi cycli consecuta est 78 N et 96 N, respective.In secundo cyclo, maxima vis coactionis simulationis et eventus experimentalis erat 150 N et 105 N, respective.Discrepantia inter vi mensurarum et notitiarum experimentalium potest ob modum ileonationis vim adhibitam metiri.Eventus experimentalis in fig ostensum est.5a respondent mensurae vis densis, quae vicissim mensuratur cum vecte coegi contactum erat cum vi transducer PACEline CFT/5kN piezoelectric, ut in fig.2s.Cum igitur scapi coegi vi sensoris initio zonae refrigerantis non attingitur, vis statim nulla fit, ut in Fig. 2d.Praeter alios parametri, qui formationem virium in sequentibus cyclis afficiunt, valores temporis frigoris et coëfficientis caloris convectivi in ​​priori cyclo transferunt.Ex ficu.2b, videri potest, post 15 secundam refrigerationem periodi, filum SMA non pervenisse ad locum temperaturae ideoque superiorem initialem temperaturam habuisse (\(40\,^{\circ}\hbox {C}\)) in secundo cyclo incessus comparato cum cyclo primo (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)).Ita, comparato cum primo cyclo, temperatura filum SMA in secundo cycli calefactionis attingit austenitem initialem (\(A_s\)) ante, et manet in transitu temporis longiore, ex innixi et vi.E contra, distributiones temperatae in cyclis calefaciendis et refrigerandis ab experimentis et simulationibus habitis qualitatem habent maximam similitudinem exemplorum analysi thermographicae.Comparativa analysis of SMA filum scelerisque notitia ex experimentis et simulationibus constantiam ostendit in cyclis calefaciendis et refrigerandis et intra tolerantias acceptas pro notitia experimentali.Temperatura maxima filum SMA, quod ex effectibus simulationis et experimentorum primi cycli adepta est, est \(89\,^{\circ.Exemplar fundamentaliter explicatum confirmat effectum figurae memoriae effectum.Munus fatigationis et aestuantis in hac recognitione non considerabatur.In posterum exemplum emendabitur ad historiae filum SMA accentus includendi, aptiorem reddendi applicationes ad operandum.Vis coactionis et SMA temperaturae insidiae a Simulink consecutae sunt intra tolerantias datarum experimentalium sub conditione initus pulsus intentionis 7 V. Hoc confirmat rectitudinem et fidem mathematici exemplar enucleati.
Exemplar mathematicum in MathWorks Simulink R2020b ambitu elaboratum est utens aequationes fundamentales in sectione Methodorum descripta.Pridie fici.3b truncum figurae Simulink math exemplar ostendit.Exemplar simulatum est pro 7V input voltage pulsum ut in Fig. 2a, b.Valores parametri in simulatione adhibitorum in Tabula recensentur 1. Proventus simulationis processuum transientium exhibentur in figuris 1 et 1. Figurae 3a et 4. In fig.4a, b ostendit intentionem inductam in filum SMA et vim ab actuatore genitam ut functionem temporis. Per transmutationem adversam (calfacientis), cum SMA filum temperaturae \(T <A_s^{\prim}\) (incipiendi temperatura phase austenite accentus modificata), certe mutatio fractionis martensitae voluminis (\(\dot{\xi }\)) nulla erit. Per transmutationem adversam (calfacientis), cum SMA filum temperaturae \(T <A_s^{\prima}\) (incipiendi temperatura phase austenite accentus-mutata), rate mutationis fractionis martensitae voluminis (\(\dot{\xi }\)) nulla erit. о время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T<A_s^{\prima}\) (темпеататаа одифицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\xi}\)) удет рлавно на Per transmutationem contra (calefactionem), cum temperatura filum SMA, \(T <A_s^{\primi}\) (incussus temperatus austenite accentus-mutatus), rate mutationis fractionis voluminis martensitae (\(\dot{\xi }\ )) nulla erit.SMA \(T<A_s^{\prima}\)（应力修正奥氏体相起始温度）时，马氏体体积分数的变化率（\(\dot{\xi }\))\ (t При обратном превреве) пемпературе при температуре провоки Спф \ (T <a_s \ \ primi} \ (темпеяратура зазы ааустенитеной тазы С поправкой на напряжение) скорость изменения объемной доли мартенсита (\ (\ dot {\ xi} \) будет равно нулю. Per e contrario transmutatio (calefactio) ad temperaturam fili SMA \(T <A_s^{\primi}\) (temperatus nuclei austenite periodi, correctus pro accentus), rate mutationis in tomo fractionis martensite (\(\dot{\xi }\)) aequalis erit nulla.Ratio ergo mutationis accentus (\(\dot{\sigma}\)) dependet a rate distensio (\(\dot{\epsilon}\)) et clivus temperatus (\(\dot{T} \) ) solum cum aequatione utens (1).Attamen, ut filum SMA crescat in temperie et cruces (\(A_s^{\prim}\)), austenita periodus incipit formare, et (\(\dot{\xi}\)) accipitur ut valor datae aequationis (3).Ratus ergo mutationis voltage (\(\dot{\sigma}\)) conjunctim regitur \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) et \(\dot{\xi}\) aequale datae formula (1).Inde explicatur mutationes gradientes observatae in vis et vis mappis in cyclo calefactionis tempore variatis, ut in Fig. 4a, b.
(a) Simulatio resultat ostendens temperaturas distributiones et accentus inductae commissurae temperaturae in actu di- SMA substructio divaricatae.Cum filum temperaturae transit austenite transitum temperatum in calefactione caliditatis, austenite temperatus temperatus mutatus incipit crescere, et similiter, cum filum virgae temperaturae transit martensiticum transitum temperatum in sceno refrigerio, martensitica transitus temperatus decrescit.SMA ad analyticam exemplar actionis processum.(Ad singillatim inspiciendum singularum subsystem exemplaris Simulink, appendix sectio fasciculi supplementi vide.)
Eventus analysi pro diversis distributionibus parametri monstrantur pro duobus cyclis 7V inputationis intentionis (X secundo cycli tepidi et 15 secundi cycli refrigerationis).Dum (ac) et (e) distributionem super tempus depingunt, e contra (d) et (f) distributionem cum temperie illustrant.Pro respectivis input conditionibus, maxima vis observata est 106 MPa (minus quam 345 MPa, filum cedunt vires), vis est 150 N, maxima obsessio 270 µm est, et minimum martensiticum volumen fractio est 0.91.E contra, mutatio accentus et mutatio in tomo fractionis martensitae cum temperie sunt similes characteribus hysteresi.
Eadem explicatio applicata est ad directam conversionem ab austenite periodo usque ad periodum martensitem, ubi SMA filum temperaturae (T) et finis temperaturae periodi martensitae accentus modificati (\(M_f^{\primi}\ )) egregius est.Pridie fici.4d, f ostendit mutationem accentus inductus (\(\sigma\)) et volumen fractionis martensitae (\(\xi\)) in filum SMA ut functionem mutationis in temperatura fili SMA (T), in utroque cyclo agente.Pridie fici.Figura 3a ostendit mutationem in temperie filum SMA cum tempore pendens in pulsu voltage input.Ut ex figura videri potest, temperatura filum augere pergit, praebens fontem caloris in nulla intentione et post refrigerationem convectivam.In calefactione retransformatio martensitae ad periodum austenitem incipit cum SMA filum temperaturae (T) accentus correctae nucleationis temperaturae austenitae transit (\(A_s^{\primam}\)).Hoc tempore, filum SMA comprimitur et actus vim gignit.Etiam in refrigerio, cum temperatura filum SMA (T) transit nucleationis temperaturae periodi martensitae accentus modificati (\(M_s^{\prim}\)) positivus transitus ab austenite periodo usque ad tempus martensicum est.vis coegi decrescat.
Qualitas principalis aspectus coegi bimodalis in SMA innixi ex simulatione proventuum obtineri potest.In casu pulsus voltage initus, temperatura filum SMA augetur propter effectum calefactionis Joule.Valor initialis fractionis voluminis martensite (\(\xi\)) ad 1 ponitur, quia materia initio in periodo plene martensitico est.Cum filum pergit calefacere, temperatura filum SMA accentus correctam nucleationem temperaturae austenitae \(A_s^{\primam}\) excedit, unde diminutio in fractione voluminis martensite, ut in Figura 4c ostensum est.praeterea in fig.4e ostendit distributionem ictibus actuatoris in tempore et in fig.5 - impulsus ad functionem temporis.Systema aequationum relativa includit fractionem voluminis caliditatis, martensitae, et accentus qui in filo oritur, ex DECREMENTUM filum SMA et vim ab actuato generatam.Ut in fig.4d, f, variatio voltage cum temperie et martensite voluminis fractionis variatione cum temperie correspondentibus hysteresi notarum SMA in casu simulato in 7 V.
Comparatio parametri depellendi per experimenta et calculos analyticos impetrata est.Fila initus 7 V pro 10 secundis intentione pulsae subiectae sunt, deinde pro 15 secundis (fas refrigerium) super duos cyclos infrigidata sunt.Angulus pinnatus ad \(40^{\circ.}\) et filum SMA longitudinis initialis in singulis cruris pinnis ad 83mm ponitur.(a) Mensurans vim impulsum cum onere cellae (b) Monitorium filum temperaturae cum camera ultrarubrum thermarum.
Ut impressionem parametri physicae in vi ab impetu productae cognoscant, analysi sensibilitatis exemplar mathematici ad parametros physicos delectos peractus est, et parametri pro eorum influentia sunt numero.Primum, exemplum parametri sampling usus consiliorum experimentalium principiorum, quae aequalem distributionem secuti sunt (vide Sectionem Accessiones de Sensitivity Analysis).Hoc in casu, exemplar parametri (\(V_{in}\) includunt initus intentionis), filum initiale SMA longitudinis (\(l_0\)), triangulus angulus (\(\alpha\)), bias ver constans (\( K_x\ )), calor convectivus translatio coefficientium (\(h_T\)) et numerus ramorum unimodalium (n).Proximo gradu, apicem musculi roboris electa est ut studium postulationis designationis et effectus parametri singularum variabilium in robore consecuti essent.Pollucis machinationes analysi sensitivae ex correlatione coefficientium pro quolibet parametro derivatae sunt, ut in Fig. 6a ostensum est.
(a) Correlatio coëfficientium valorum parametri exemplaris eorumque effectus in maxima vi 2500 singularium circulorum superiorum exemplarium parametri in turbo monstrantur.Aliquam lacinia purus notat ordinem plurium indicium.Patet \(V_{in}\) unicum esse parametrum cum ratione positiva, et \(l_0\) parametrum esse cum summa correlatione negativa.Effectus variorum parametri in variis complexionibus in apicem musculi robur ostenditur (b, c).\(K_x\) iugis ab 400 ad 800 N/m et n iugis ab 4 ad 24. Voltage (\(V_{in}\)) mutatis ab 4V ad 10V, filum longitudinis (\(l_{0 } \)) mutatae ab 40 ad 100 mm, angulum caudae (\ (\alpha \)) variatum ab \ (20- 60 \, ^{\circ.}\).
Pridie fici.6a Pollucis insidias variarum coefficientium correlationes ostendit, pro unoquoque modulo cum cacumine vi consiliorum requisita coegi.Ex ficu.6a videri potest parametrum intentionem (\(V_{in}\)) directe ad vim maximam output referendam, et calor convectivus coefficiens (\(h_T\)), angulus flammeus (\(\alpha\)), obsessio ver constans (\(K_x\)) negative connectitur cum vi output et longitudinis initialis (\(l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (n) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (l) (n) (l) (l) (l) (l) (n) (l) (n) (l)(n) (\(K_x\)) ver constans reciprocus reciprocus In casu directae corre- In casu melioris quantitatis coëfficientis voltage (\(V_ {in}\)) indicat hunc modulum maximum effectum in potentia output habere.Alia similis analysis apicem vim metitur aestimans effectum diversorum parametri in diversis complexionibus duorum spatiorum computationum, ut in Fig. 6b, c.\(V_{in}\) et \(l_0\), \(\alpha\) et \(l_0\) exemplaria similia habere, et graphus ostendit \(V_{in}\) et \(\alpha\) et \(\alpha\) similia exemplaria habere.Minores valores rerum \(l_0\) in altioribus viribus proveniunt.Reliquae duae machinae constant cum Figura 6a, ubi n et \(K_x\) negative connectuntur et \(V_{in}\) positive connectuntur.Haec analysin adiuvat ad parametros influentes definire et accommodare quibus output vis, plaga et efficiens ratio coegi ad exigentias et applicationes accommodari possunt.
Current investigatio operis introducit et investigat hierarchicam agit per N gradus.In duplici hierarchia, ut in Fig. 7a ostensum est, ubi loco cuiusque SMA filum primi gradus actus, dispositio bimodalis obtinetur, ut in fig.9e.Pridie fici.7 c ostendit quomodo filum SMA circa brachium mobile (brachii auxiliaris) solum moveat in directione longitudinali.Sed brachium primum mobile pergit movere eodem modo quo bracchium mobile primi stadii multi scaena actuator.Typice, coegi N-scaena creatur substituendo filum scaenae SMA cum primo stadio coegi.Quam ob rem quisque ramus primus actiuam imitatur, excepto ramo qui ipsum filum tenet.Hoc modo structurae nestrae formari possunt, quae copias procreant, quae pluries sunt quam copiae primariae impulsus.In hoc studio, pro quolibet gradu, totalis filum efficax SMA longitudo 1 m habita est, ut in forma tabulari in Fig. 7d.Current per quodlibet filum in unoquoque consilio unimodali et pressoria et intentione consequens in singulis segmentis filum SMA in utroque gradu eadem sunt.Secundum exemplar nostrum analyticum, vis output cum gradu positive connectitur, obsessio autem negative connectitur.Eodem tempore inter obsessionem et robur musculi commercium erat.sicut in fig.7b, dum vis maxima in maximo numero laminis obtinetur, maxima obsessio in infimo tabulato conspicitur.Cum gradus hierarchiae ad \(N=5\) positus est, apicem musculi vis 2.58 kN inventa est cum 2 plagis observatis \(\upmu\)m.E contra, primum pulmentum vim 150 N generat ad ictum 277 \(\upmu\)m.Actores multi-aequales musculos biologicos reales imitari possunt, ubi musculi artificiales innixi admixtiones memoriae figurae significanter vires superiores cum motibus subtilioribus et subtilioribus generare possunt.Circumscriptiones huius minuaturised designandi sunt quod, sicut hierarchia augetur, motus valde minuitur et intricatio processus faciendi fabricandi augetur.
(a) Figura duorum stadii (\(N=2\) iacuit memoria stannum linearis Actuatoris systematis in figura bimodali demonstratur.Exemplar propositum propositum obtinetur, substituendo filum SMA in primo stadio, quod actuator iacuit cum alio actu uno scaenae iacto.c) Deformata conformatio secundi actus multilayer.b) Distributio virium et displacementorum secundum numerum graduum describitur.Compertum est apicem vis actuatoris positive connectere cum gradu scalae in graphi, plaga autem negative cum gradu scalae connectitur.Vena et prae-voltatio in unaquaque filo constant in omnibus gradibus manent.(d) Mensa ostendit numerum tapsarum et longitudinem filum SMA (fibr) in quolibet gradu.Filorum characteres in indice 1 indicantur, et numerus ramorum secundariorum (unum cruri primario connexum) per maximum numerum in subscripto indicatur.Exempli gratia, in gradu V, \(n_1\) refertur ad numerum filis SMA quae in unaquaque structura bimodali adsunt, et \(n_5\) refertur ad numerum crurum auxiliarium (una cum crure principali coniuncta).
Varii methodi a multis investigatoribus propositae sunt ut mores SMAs cum figura memoriae effingerent, quae pendent a proprietatibus thermomechanicis comitantibus mutationes macroscopicas in structura crystalli consociata cum transitu periodi.Formula methodorum constitutivarum in se implicata est.Exemplar phaenomenologicum frequentissimum a Tanaka28 proponitur et late in applicationibus operandis adhibetur.Exemplar phaenomenologicum a Tanaka propositum [28] supponit volumen fractionis martensitae munus exponentialis temperationis et accentus.Postea exemplar Liang et Rogers29 et Brinson30 proposuerunt in quibus transitus dynamicorum phase assumpta est munus cosinum voltage et temperatura, modicis modificationibus ad exemplar.Becker et Brinson periodum diagrammatum in motu exemplari proposuerunt ad mores SMA materiae conformandae sub arbitrariis oneratisque conditionibus necnon partialibus transitionibus.Banerjee32 utitur Bekkero et Brinson31 periodo schematis dynamicorum methodi ad simulandum unum gradum libertatis tractatorem ab Elahinia et Ahmadian3 elaboratum.Modi in motu in diagrammatibus Phase fundatis, quae rationem mutationis nonmonotonicae in intentione cum temperie considerant, difficiles sunt efficere in applicationibus machinandis.Elakhinia et Ahmadian ad has defectus existendi exemplorum phaenomenologicorum animum advertunt ac phaenomenologicum exemplar extensum proponunt ad analysim ac figuram memoriamque morum sub quavis complexu oneratione conditionibus.
Exemplar structuralis filum SMA filum dat accentus (\(\sigma)), contentionem (\(\epsilon\)), temperaturae (T), et martensitem fractionis voluminis (\(\xi\)) fili SMA.Exemplar constitutivum phaenomenologicum primum a Tanaka28 propositum est, postea a Liang29 et Brinson30 adoptatum.Inde aequationis formam habet;
ubi E est phase dependens SMA moduli Iuventutis adhibitus usus \(\ ostentationis E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) et \(E_A\) et \(E_M\) repraesentans modulum iuvenum austeniticum et martensiticum augmenta, respective, et coëfficientia expansionis scelestae repraesentatur per \(\theta _T).Phase transitus factor conlationes est \(\Omega = -E \epsilon _L\) et \(\epsilon _L\) est maximus contentiones in filum SMA recuperabilis.
Phase dynamica aequatio coincidit cum functione cosino a Liang29 evoluta et postea adoptata a Brinson30 loco functionis exponentiae a Tanaka28 propositae.Phase transitus exemplar est extensio exemplaris ab Elakhinia et Ahmadian34 propositae et mutata secundum periodum condiciones transitus a Liang29 et Brinson 30 datas.Conditiones quae ad hoc tempus transeuntis exemplaris adhibitae sunt validae sunt sub oneribus thermomechanicis multiplicibus.Singulis momentis temporis, valor solidi fractionis martensitae computatur cum aequationem constitutivam effingens.
Aequatio retransformationis gubernans, quam martensitae transmutatio ad austenitem sub condicione calefactionis expressa exprimitur, haec est:
ubi \(\xi\) est fractio voluminis martensitis, \(\xi _M\) est fractio voluminis martensitis ante calefactionem, \(\ ostentationis a_A = \pi /(A_f - A_s)\), \ (\praestatio b_A = -a_A/C_A\) et \(C_A\) — curvae approximationis, (A_A\) — (C_A\) — curvae approximationis et parametri et finem austenite Phase, respective, temperies.
Recta mutatio moderatio aequationis, quae repraesentatur per phase austenitis ad martensitem sub conditionibus refrigerantibus, est:
ubi \(\xi _A\) est fractio voluminis martensitis ante refrigerationem consecuta, \(\ ostentationis a_M = \pi /(M_s - M_f)\), \(\b_M = -a_M/C_M\) et \(C_M \) - curvae parametri, T - SMA - sMA - M_f)\, \(M_s\) ac \(M_s\) et \(M_s\) et \(C_M\) — curvae parametri convenientes, T - SMA — temperaturae (M_s\) et \(M_s\) et \(M_s\) et \(M_s\)
Post aequationes (3) et (4) distinguuntur, aequationes inversae et directae transformationes simpliciores sunt ad formam sequentem;
Per transfigurationem ante et retro \(\eta _{\sigma}\) et \(\eta _{T}\) valores diversos accipiunt.Aequationes fundamentales consociatae cum \(\eta _{\sigma}\) et \(\eta _{T}\) in addito sectione singillatim derivatae sunt et discussae.
In scelerisque energia requiritur ut tortor molestie ex SMA levanda Joule effectus calefaciendi venit.Vis scelerisque energiae per filum SMA absorpta vel dimissa repraesentatur per latentem calorem transformationis.Calor iactura in filum SMA coactae convection debetur, et effectus neglegentia radiorum, calor energiae aequatio aequalitas talis est;
Ubi \(m_{filum}\) est tota massa filum SMA, \(c_{p}\) est capacitas specifica caloris SMA, \(V_{in}\) applicata ad filum, \(R_{ohm} \ ) - Phase-dependens resistentia SMA, definitur;\(r_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ubi \(r_M\ ) et \(r_A\) sunt SMA periodus resistentiae martensite et austenite, respective \(A_{c}\) est superficies totius fili \(r_M\) et \(r_A\) \(A_{c}\) est figura superficiei totius \(r_A\) in martensite et austeniteLatens calor transitus filum, T et \(T_{\infty}\) sunt temperaturae filum SMA et ambitus, respective.
Cum figura filum stannum memoriae in actum est, filum comprimit, vim creans in unoquoque ramo designationis bimodalis, quae vis fibra vocatur.Vires fibrarum in unaquaque filo filum SMA unaquaque vim musculorum actuandi efficiunt, ut in Fig. 9e ostensum est.Ob praesentiam fontis bilinguis, tota vis musculi multilayer Nth actus est:
Prototypum musculi bimodalis prototypum obtinendum robur (N = 1\) in aequatione musculi primi stadii haberi potest;
ubi n est numerus crurum unimodalium, \(F_m\) est vis musculus a coegi generata, \(F_f\) est robur fibra in filum SMA, \(K_x\) est inclinatio rigoris.fons, \(\alpha) est angulus trianguli, \(x_0\) est cinguli initialis biantis fontis, ut teneat funem SMA in positione prae- tensionis, et \(\Delta x) est actus viae.
Tota obsessio seu motus coegi (\(\Delta x\)) secundum intentionem (\(\sigma\)) et iactationem (\(\epsilon\)) in SMA filum scaenae Nth, coegi ad (vide Fig. additam partem output);
Aequationes kinematicae relationem inter deformationem (\(\epsilon\)) et obsessionem seu obsessionem dant (\(\Delta x\)).Deformatio fili Arbe ut functio filum fili longitudinis (\(l_0\)) ac filum longitudinis (l) quovis tempore t in uno ramo unimodali talis est:
ubi \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 - 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) obtinetur applicando formulam cosinam in \(\Delta\)ABB, ut in Figura 8. Ad primum agitandum (\(N = 1\)), \(\alpha x\1\) \(\alpha x\1\) est \(\alpha x\1\) \(\alpha x\1\) \(\alpha x\1\) \(\)\(\) ABB', ut in Figura 8. Ad primum agitandum (\(N = 1\)), \(\alpha x\1\) \(\alpha x\1\) est \(\alpha x\1\) \(\alpha x\1\) \(\) ut ostensum est in Figura 8, distinguendo tempus ab Equatione (11) et substituendo valorem ipsius l, rate iactans scribi potest;
ubi \(l_0\) est longitudo initialis filum SMA, l est longitudo fili quovis tempore t in uno ramo unimodali, \(\epsilon) est deformatio in filum SMA evoluta, et angulus trianguli \(\Delta x) est cinguli (ut in Figura 8).
Omnes n singulae structurae (\(n=6\) in hac figura) serie connexae sunt cum \(V_{in}\) ut initus intentionis.Scaena I: Schematicum schematis filum SMA in figura bimodali sub nulla intentione condiciones Stage II: A moderata structura ostenditur ubi filum SMA comprimitur propter conversionem inversam, sicut ex linea rubra ostenditur.
In probatione conceptus, SMA-basis bimodalis agitatio evoluta est ad probandum simulatam derivationem aequationum subiectarum cum eventibus experimentalibus.Exemplar CAD actuatoris bimodalis linearis fig.9a.Aliunde vero in fig.9c novum propositum ostendit pro nexu prismatico gyratorii propositi utens duobus planis SMA fundatis actus cum structura bimodali.Coegi elementa fabricandis additivis fabricandis in Ultimaker 3 Extenso 3D typographo fabricatae sunt.Materia adhibita pro 3D impressionis componentium est polycarbonata, quae calori resistenti materiai apta est, ut est fortis, durabilis et altam vitream temperaturam transitus (110-113 \(^{\circ}\) C).Praeterea Dynalloy, Inc. Flexinol figura filum stannum memoriae in experimentis adhibitum est, et proprietates materiales correspondentes filo Flexinol adhibitae sunt in simulationibus.Fila multa SMA sunt disposita ut fibrae in organo bimodali musculorum ad obtinendas vires altas ab actuatoribus multilateris productis, ut in Fig. 9b, d.
Ut patet in Figura 9a, angulus acutus filo SMA mobili brachii formatus angulus vocatur (\alpha\)).Cum fibulis terminalibus fibulae dextrae adnexae, filum SMA ad angulum bimodalem desideratum habetur.Tenor machinae vernae in iungo fontis habitae destinatur ad componendos varias extensiones coetus vernalis extensionis secundum numerum (n) fibrarum SMA.Praeterea locus partium mobilium designatus est ut filum SMA ambitu externo coactae refrigerationis convection aperiatur.Laminae supremae et ima conventus delapsi adiuvabunt ut SMA filum frigidum cum cutoutibus extructis ad pondus reducendum designetur.Praeterea ambae fines CMA filum per terminales dextrae et dextras terminales respective affixi sunt per inuram.Poopus summo coetui mobilis ad alvi ponendum inter laminas supremas et imas adhaeret.Praecipitator etiam applicatur vim interclusionis sensori per contactum ut metiatur vim interclusionis cum actu filum SMA.
Musculus bimodalis structura SMA electrically in serie connexus est et potens ab input pulsus voltage.In cyclo pulsus voltage, cum intentione applicatur et filum SMA supra initialem austenitis temperiem calefit, longitudo filum in utroque filo breviatur.Haec retractatio operatur brachium mobilium subassembly.Cum intentione in eodem cyclo deflexa est, filum calefactum SMA sub temperatura superficiei martensitae refrigeratum est, inde ad pristinum statum reverti.Sub nulla accentus condiciones, filum SMA primum passive protenditur per fontem vernum ad statum martensiticum detentum.Cochlea, per quam filum SMA transit, propter compressionem movetur, applicando pulsum voltagenum ad filum SMA (SPA phase austenite), quod ducit ad actum vectis mobilis.Cum filum SMA retractatur, inclinatio fons contrariam vim gignit ulteriorem ver tendens.Cum accentus impulsus in intentione nulla fit, filum SMA elongat et figuram mutat propter coactam refrigerationem, duplicem martensiticam periodum attingens.
Propositum SMA secundum systematis actuatoris linearis conformationem bimodalem habet in qua fila SMA angulata sunt.(a) exemplar CAD prototypi depingit, quod nonnullas componentium et significationes pro prototypo commemorat, (b, d) prototypum experimentum elaboratum repraesentare.Dum (b) summum conspectum prototypum ostendit cum nexibus electricis et inclinatio fontium et mearum iactationum adhibitarum, (d) prospectum praebet prospectum setup.(e) Diagramma linearis actionis systematis cum SMA filis bimodaliter quovis t positis, directionem et cursum fibrae et vires musculi exhibens.c) A 2-DOF gyratorius prismaticus connexio proposita est ad explicandum unum planum SMA substructum actuatorem.Ut ostensum est, nexus motus linearis ab imo impulsus usque ad summum bracchium transmittit, nexum gyratorium creans.E contra, motus par prismatum est idem cum motu multilayi primi gradus inpellendi.
Studium experimentale factum est in prototypo quod in Fig. 9b aestimandum est exsecutionem coegi bimodalis innixam in SMA aestimare.Ut in Figura 10a demonstratum est, experimentale institutum in programmabili DC potentiae copiae constitit ut initus intentionis ad fila SMA supplendam.Ut in fig.10b, colamentum piezoelectricae METIOR (PACEline CFT/5kN) adhibitum est ut vim claudendi metiretur utens Graphtec GL-2000 logger.Notitia commemoratur ab exercitu pro ulteriore studio.Contentiones iectiones et crimen amplificatores constantem copiam requirunt ad signum intentionis producendum.Signa correspondentia in outputs potentiae convertuntur secundum sensum piezoelectricis vis sensoris et aliorum parametri de quibus in Tabula 2. Cum applicata pulsus intentione, temperatura filum SMA auget, efficiens filum SMA comprimendi, quod actus vim generandi facit.Eventus experimentalis output musculi virium per input pulsum voltage 7 V in fig monstrantur.2a.
(a) An SMA substructio systematis actuatoris linearis erectum est in experimento ad metiendam vim ab actuatore generatam.Onus cellae vim interclusionis metitur et a 24 V DC potentiae copia pollet.A 7 V gutta intentionis applicata per totam funi longitudinem GW Instek programmabili DC potentiae copia usus est.Filum SMA ob calorem refugit, et brachium mobile tangens cellam sarcinam et vim interclusionem exercet.Cellula onus cum GL-2000 logger datae nectitur et notitia in exercitu pro ulteriori processus reponitur.(b) Diagram ostendens catenam componentium experimentalem paroecialem ad vires musculi metiendas.
Forma memoriae alligationes ab industria scelerisque excitantur, sic temperatus fit modulus maximus ad investigandam figuram rei memoriam.Experimento, ut in Fig. 11a ostensum est, mensurae thermarum imaginatio et temperatura fiebat in prototypo SMA substructio actus divalerati.Programmabilis DC fons initus intentionis ad fila SMA applicata in setup experimentalem, de qua in Figura 11b.Temperatura mutatio filum SMA mensuratum est in tempore reali solutionis altae camerae LWIR (FLIR A655sc).Exercitus programmatibus ResearchIR utitur ad notitias recordandas pro ulteriore post-processus.Cum pulsus intentione applicatur, temperatura filum SMA augetur, quod filum SMA abhorreat.Pridie fici.Figura 2b ostendit eventus experimentales in SMA filum temperaturae versus tempus 7V input pulsus voltage.