Nature.com ကိုလာရောက်လည်ပတ်တဲ့အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။သင်အသုံးပြုနေသောဘရောက်ဆာဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှုအကန့်အသတ်ရှိသည်။အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ အပ်ဒိတ်လုပ်ထားသောဘရောက်ဆာ (သို့မဟုတ် Internet Explorer တွင် လိုက်ဖက်ညီသောမုဒ်ကိုပိတ်ပါ) ကိုအသုံးပြုရန် ကျွန်ုပ်တို့အကြံပြုအပ်ပါသည်။ဤအတောအတွင်း၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးမှုသေချာစေရန်၊ ပုံစံများနှင့် JavaScript မပါဘဲ ဝဘ်ဆိုက်ကို တင်ဆက်ပါမည်။
Actuators များကို နေရာတိုင်းတွင်အသုံးပြုပြီး ထုတ်လုပ်မှုနှင့်စက်မှုလုပ်ငန်းအလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်မှုတွင် အမျိုးမျိုးသောလုပ်ငန်းဆောင်တာများကိုလုပ်ဆောင်ရန် မှန်ကန်သောလှုံ့ဆော်မှုစွမ်းအား သို့မဟုတ် torque ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသောရွေ့လျားမှုကိုဖန်တီးပါသည်။ပိုမိုမြန်ဆန်သော၊ ပိုသေးငယ်ပြီး ပိုမိုထိရောက်သော drives များအတွက် လိုအပ်သည်မှာ drive design အတွက် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုကို မောင်းနှင်ခြင်းဖြစ်သည်။Shape Memory Alloy (SMA) ဒရိုက်များသည် ပါဝါမှအလေးချိန်အချိုး မြင့်မားခြင်းအပါအဝင် သမားရိုးကျ drive များထက် အားသာချက်များစွာကို ပေးဆောင်သည်။ဤစာတမ်းတွင်၊ အမွေးအတောင်နှစ်ခုပါသော SMA-based actuator ကို ဇီဝဗေဒစနစ်များ၏ feathery muscles များနှင့် SMAs ၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများကို ပေါင်းစပ်ဖန်တီးထားသည်။ဤလေ့လာမှုသည် bimodal SMA ဝိုင်ယာကြိုးအစီအမံကိုအခြေခံ၍ ၎င်းကိုစမ်းသပ်စမ်းသပ်ခြင်းဖြင့် ယခင် SMA actuator များကို ချဲ့ထွင်ပြီး ချဲ့ထွင်သည်။SMA ကို အခြေခံထားသော သိထားသည့် drive များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ drive အသစ်၏ actuation force သည် အနည်းဆုံး 5 ဆ (150 N အထိ) မြင့်မားသည်။သက်ဆိုင်သောကိုယ်အလေးချိန် 67% ခန့်ရှိသည်။သင်္ချာမော်ဒယ်များ၏ အာရုံခံနိုင်မှု ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု၏ ရလဒ်များသည် ဒီဇိုင်းဘောင်များကို ချိန်ညှိခြင်းနှင့် အဓိက ဘောင်များကို နားလည်ခြင်းအတွက် အသုံးဝင်သည်။ဤလေ့လာမှုသည် ဒိုင်းနမစ်များကို ပိုမိုမြှင့်တင်ရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည့် multi-level Nth အဆင့် drive ကို ထပ်မံတင်ပြထားသည်။SMA-based dipvalerate muscle actuators တွင် အလိုအလျောက်တည်ဆောက်ခြင်းမှသည် တိကျသောဆေးဝါးပို့ဆောင်မှုစနစ်အထိ ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်များရှိသည်။
နို့တိုက်သတ္တဝါများ၏ ကြွက်သားဖွဲ့စည်းပုံများကဲ့သို့သော ဇီဝဗေဒစနစ်များသည် သိမ်မွေ့သော လှုံ့ဆော်မှုများစွာကို အသက်သွင်းနိုင်သည်။နို့တိုက်သတ္တဝါများတွင် မတူညီသော ကြွက်သားဖွဲ့စည်းပုံများ ရှိကြပြီး တစ်ခုစီသည် တိကျသောရည်ရွယ်ချက်ကို ထမ်းဆောင်ကြသည်။သို့သော်လည်း နို့တိုက်သတ္တဝါများ၏ ကြွက်သားတစ်သျှူးများ၏ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ အများစုကို အမျိုးအစားနှစ်မျိုး ခွဲခြားနိုင်သည်။Parallel နှင့် pennate ။တံကောက်ကြောများ နှင့် အခြား flexors များတွင်၊ အမည်တွင်သည့်အတိုင်း၊ parallel musculature တွင် ဗဟိုအရွတ်နှင့်အပြိုင် ကြွက်သားမျှင်များရှိသည်။ကြွက်သားမျှင်များ၏ ကွင်းဆက်သည် တန်းစီပြီး ၎င်းတို့ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ တွယ်ဆက်တစ်သျှူးများဖြင့် အလုပ်လုပ်ဆောင်သည်။ဤကြွက်သားများသည် ကြီးမားသောအပျော်ခရီး (ရာခိုင်နှုန်းတိုခြင်း) ရှိသည်ဟု ဆိုကြသော်လည်း၊ ၎င်းတို့၏ အလုံးစုံသော ကြွက်သားခွန်အားမှာ အလွန်အကန့်အသတ်ရှိသည်။ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ triceps ခြေသလုံးကြွက်သား ၂ (lateral gastrocnemius (GL)3၊ medial gastrocnemius (GM)4 နှင့် soleus (SOL)) နှင့် extensor femoris (quadriceps) 5,6 pennate ကြွက်သားတစ်သျှူးများကို ကြွက်သားတစ်ခုစီတွင် တွေ့နိုင်သည်။ပင်နိတ်ဖွဲ့စည်းပုံတွင်၊ bipennate musculature ရှိ ကြွက်သားမျှင်များသည် ဗဟိုအရွတ်၏နှစ်ဖက်စလုံးတွင် ထောင့်ချိုးထောင့်များ (pinnate angles) တွင် ရှိနေသည်။Pennate သည် လက်တင်စကားလုံး "penna" မှဆင်းသက်လာပြီး "pen" ဟုအဓိပ္ပါယ်ရပြီး သင်္ဘောသဖန်းသီးတွင်ပြထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။1 အမွေးကဲ့သို့ အသွင်အပြင်ရှိသည်။Pennate ကြွက်သားများ၏ အမျှင်များသည် ပိုတိုပြီး ကြွက်သား၏ အရှည်ဝင်ရိုးနှင့် စောင်းထားသည်။ပင်နိတ်ဖွဲ့စည်းပုံကြောင့်၊ ဤကြွက်သားများ၏ အလုံးစုံရွေ့လျားနိုင်မှု လျော့ကျသွားပြီး အတိုချုံးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၏ အလျားလိုက်နှင့် အရှည်လိုက် အစိတ်အပိုင်းများဆီသို့ ဦးတည်သွားစေပါသည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ဤကြွက်သားများကို အသက်သွင်းခြင်းသည် ဇီဝကမ္မဗေဒဆိုင်ရာ အပိုင်းဖြတ်ပိုင်းဧရိယာကို တိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းကြောင့် အလုံးစုံကြွက်သားခွန်အားကို မြင့်မားစေသည်။ထို့ကြောင့်၊ ဖြတ်ပိုင်းဖြတ်ပိုင်းဧရိယာတစ်ခုအတွက်၊ pennate ကြွက်သားများသည် ပိုမိုသန်မာလာပြီး parallel fibers ရှိသော ကြွက်သားများထက် ခွန်အားပိုမိုထုတ်ပေးမည်ဖြစ်သည်။အမျှင်တစ်ခုစီမှ ထုတ်ပေးသော စွမ်းအားများသည် ထိုကြွက်သားတစ်သျှူးရှိ မက်ခရိုစကိုပီအဆင့်ဖြင့် ကြွက်သားအားကို ထုတ်ပေးသည်။ထို့အပြင်၊ ၎င်းတွင် လျင်မြန်စွာ ကျုံ့နိုင်ခြင်း၊ ဆန့်နိုင်အား ပျက်စီးခြင်း၊ ကူရှင်ပေးခြင်း စသည့် ထူးခြားသော ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသည်။၎င်းသည် ကြွက်သားလိုင်းများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်နှင့် ဆက်စပ်နေသော ဖိုက်ဘာအစီအစဉ်၏ ဂျီဩမေတြီရှုပ်ထွေးမှုကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ဖိုက်ဘာသွင်းမှုနှင့် ကြွက်သားစွမ်းအင်ထွက်ရှိမှုအကြား ဆက်စပ်မှုကို ပြောင်းလဲစေသည်။
ပြထားသော ပုံများသည် bimodal muscular ဗိသုကာနှင့်ဆက်စပ်၍ ရှိပြီးသား SMA-based actuator ဒီဇိုင်းများ၏ schematic diagrams များဖြစ်သည်၊ ဥပမာ (a) သည် SMA ဝါယာကြိုးများဖြင့် လှုပ်ရှားသော လက်ပုံသဏ္ဍာန် စက်ရုပ်အား နှစ်ဘီးတပ် အလိုအလျောက် ထိန်းချုပ်နိုင်သော မိုဘိုင်း စက်ရုပ်9,10 ပေါ်တွင် တပ်ဆင်ထားသည့် ထိတွေ့မှု၏ အပြန်အလှန်သက်ရောက်မှုကို ကိုယ်စားပြုသည့် ပုံများဖြစ်သည်။၊ (ခ) SMA စပရိန်တင်ထားသော ပတ်လမ်းကြောင်း ခြေတုလက်တုကို ဆန့်ကျင်ဘက်ပြု၍ ထားရှိမှုဖြင့် စက်ရုပ်ပတ်လမ်းကြောင်း ခြေတုလက်တု။ခြေတုမျက်မှန်၏ အနေအထားကို မျက်လုံး၏ မျက်လုံးကြွက်သားမှ အချက်ပြမှုဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသည်၊ (ဂ) SMA actuators များသည် ၎င်းတို့၏ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသော တုံ့ပြန်မှုနှင့် bandwidth နည်းပါးခြင်းကြောင့် ရေအောက်အသုံးပြုမှုများအတွက် စံပြဖြစ်သည်။ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင်၊ SMA ကြိုးများ ရွေ့လျားမှုဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော လှိုင်းအတွင်းရှိ SMA ဝိုင်ယာကြိုးများ၏ ရွေ့လျားမှုဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော လက်မ worm လှုပ်ရှားမှုကို အသုံးပြုနိုင်သည့် မိုက်ခရိုပိုက် စစ်ဆေးရေးစက်ရုပ်ကို ဖန်တီးရန် SMA actuators များကို အသုံးပြုပြီး၊ ချန်နယ် 10 အတွင်းရှိ SMA ဝါယာကြိုးများ၏ ရွေ့လျားမှုဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော၊ (င) ကြွက်သားမျှင်များ ကျုံ့ခြင်း၏ ဦးတည်ချက်အား ပြသသည့်၊ MA ဖိုင်ဘာတစ်သျှူးပုံစံဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ကြွက်သားမျှင်များ၏ တွန်းအားကို ပြသသည်) pennate ကြွက်သားဖွဲ့စည်းပုံ။
Actuator များသည် ၎င်းတို့၏ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုများကြောင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ စနစ်များ၏ အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။ထို့ကြောင့်၊ ပိုမိုသေးငယ်၊ မြန်ဆန်ပြီး ပိုမိုထိရောက်သော drive များလိုအပ်မှုသည် အရေးကြီးပါသည်။၎င်းတို့၏အားသာချက်များရှိသော်လည်း၊ ရိုးရာဒရိုက်များသည် စျေးကြီးပြီး ထိန်းသိမ်းရန် အချိန်ကုန်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။ဟိုက်ဒရောလစ်နှင့် အနုမြူဓာတ်အားသွင်းကိရိယာများသည် ရှုပ်ထွေးပြီး စျေးကြီးပြီး ဝတ်ဆင်မှု၊ ချောဆီပြဿနာများနှင့် အစိတ်အပိုင်းများ ချို့ယွင်းမှုတို့ကို ကြုံတွေ့ရနိုင်သည်။ဝယ်လိုအားကို တုံ့ပြန်ရာတွင်၊ စမတ်ပစ္စည်းများကို အခြေခံ၍ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော၊ အရွယ်အစား-ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ထားသော နှင့် အဆင့်မြင့် actuators များကို တီထွင်ရန် အာရုံစိုက်ထားပါသည်။လက်ရှိ သုတေသနသည် ဤလိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် ပုံသဏ္ဍာန် သတ္တုစပ် (SMA) အလွှာလိုက် လျှပ်ကူးပစ္စည်းကို ရှာဖွေနေသည်။တိုးမြှင့်ပြီး ချဲ့ထွင်လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကို ပေးစွမ်းရန် ဂျီဩမေတြီနည်းအရ ရှုပ်ထွေးသော macro စကေးစနစ်ခွဲများအဖြစ် အဆက်ဖြတ်သည့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းအများအပြားကို ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြင့် အထက်တန်းကျသော လှုံ့ဆော်ကိရိယာများသည် ထူးခြားပါသည်။ဤကိစ္စနှင့် ပတ်သက်၍၊ အထက်တွင်ဖော်ပြထားသော လူ့ကြွက်သားတစ်ရှူးသည် ထိုသို့သော အလွှာပေါင်းစုံ လှုပ်ရှားခြင်း၏ အကောင်းဆုံးသော အလွှာပေါင်းစုံ ဥပမာကို ပေးစွမ်းသည်။လက်ရှိလေ့လာမှုတွင် တစ်ဦးချင်းစီ drive ဒြပ်စင်များ (SMA ဝါယာကြိုးများ) ပါရှိသော multi-level SMA drive တစ်ခုကို ဖော်ပြထားပြီး၊ အလုံးစုံ drive စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးသည့် fiber orientations များနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။
actuator ၏ အဓိကရည်ရွယ်ချက်မှာ လျှပ်စစ်စွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် force နှင့် displacement ကဲ့သို့သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပါဝါအထွက်ကို ထုတ်ပေးရန်ဖြစ်သည်။ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ၎င်းတို့၏ ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပြန်လည်ထိန်းသိမ်းနိုင်သည့် “စမတ်” ပစ္စည်းများ အမျိုးအစားဖြစ်သည်။မြင့်မားသောဝန်များအောက်တွင်၊ SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန် တိုးလာခြင်းသည် ပုံသဏ္ဍာန်ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာစေပြီး တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်ထားသော စမတ်ပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။တစ်ချိန်တည်းတွင်၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဝန်များအောက်တွင် SMA များသည် ကြွပ်ဆတ်လာသည်။အချို့သောအခြေအနေများတွင်၊ စက်ဘီးစီးဝန်တစ်ခုသည် စက်စွမ်းအင်ကို စုပ်ယူနိုင်ပြီး၊ နောက်ပြန်လှည့်နိုင်သော hysteretic ပုံသဏ္ဍာန်ပြောင်းလဲမှုများကို ပြသနိုင်သည်။ဤထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများသည် အာရုံခံကိရိယာများ၊ တုန်ခါမှုဒဏ်ခတ်ခြင်းနှင့် အထူးသဖြင့် actuators12 အတွက် SMA စံပြဖြစ်စေသည်။၎င်းကိုစိတ်ထဲတွင် SMA-based drives များအကြောင်းသုတေသနများစွာပြုလုပ်ခဲ့သည်။SMA-based actuators များသည် applications အမျိုးမျိုးအတွက် ဘာသာပြန်ခြင်းနှင့် rotary motion များကို ပံ့ပိုးပေးရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။အချို့သော rotary actuator များကို တီထွင်ထားသော်လည်း သုတေသီများသည် linear actuators များကို အထူးစိတ်ဝင်စားကြသည်။ဤ linear actuators များကို တစ်ဘက်မြင်၊ displacement နှင့် differential actuators 16 .အစပိုင်းတွင်၊ ဟိုက်ဘရစ်ဒရိုက်များကို SMA နှင့် အခြားသမားရိုးကျ drives များနှင့် ပေါင်းစပ်ဖန်တီးခဲ့သည်။SMA-based hybrid linear actuator ၏ထိုကဲ့သို့သောဥပမာတစ်ခုမှာ 100 N ဝန်းကျင်၏ output force ကိုပေးစွမ်းရန်နှင့် သိသာထင်ရှားသော displacement17 ကိုပေးရန် SMA ဝါယာကြိုးကို DC motor ဖြင့်အသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။
SMA ပေါ်တွင် လုံး၀အခြေခံထားသော drives များတွင် ပထမဆုံးတိုးတက်မှုတစ်ခုမှာ SMA parallel drive ဖြစ်သည်။များစွာသော SMA ဝါယာကြိုးများကို အသုံးပြု၍ SMA-based parallel drive ကို SMA18 ဝါယာကြိုးများအားလုံးကို အပြိုင်ချထားခြင်းဖြင့် drive ၏ ပါဝါစွမ်းရည်ကို မြှင့်တင်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပါသည်။actuator များ၏ အပြိုင်ချိတ်ဆက်မှုသည် ပါဝါပိုမိုလိုအပ်ရုံသာမက ဝါယာကြိုးတစ်ခု၏ အထွက်ပါဝါကိုလည်း ကန့်သတ်ထားသည်။SMA အခြေပြု actuators ၏နောက်ထပ်အားနည်းချက်မှာ ၎င်းတို့အောင်မြင်နိုင်သော ခရီးအကန့်အသတ်ဖြစ်သည်။ဤပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် SMA ကေဘယ်လ်အလင်းတန်းသည် ရွေ့လျားမှုကို တိုးမြှင့်ရန်နှင့် linear ရွေ့လျားမှုရရှိရန် ကွဲလွဲနေသောပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်အလင်းတန်းတစ်ခုပါရှိသော SMA ကေဘယ်ကြိုးကို ဖန်တီးထားသော်လည်း ပိုမိုမြင့်မားသောစွမ်းအားများ မထုတ်လုပ်နိုင်ခဲ့ပါ။ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ် သတ္တုစပ်များကို အခြေခံ၍ စက်ရုပ်များအတွက် ပျော့ပျောင်းသော ပုံပျက်နေသော ဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် အထည်များကို သက်ရောက်မှု ချဲ့ထွင်မှု 20,21,22 အတွက် အဓိက တီထွင်ထားပါသည်။မြန်နှုန်းမြင့် လိုအပ်သည့် အပလီကေးရှင်းများအတွက်၊ micropump မောင်းနှင်သည့် အပလီကေးရှင်းများအတွက် ပါးလွှာသော ဖလင် SMA များကို အသုံးပြု၍ ကျစ်လစ်သော မောင်းနှင်ထားသော ပန့်များကို အစီရင်ခံထားပါသည်။ပါးလွှာသောဖလင် SMA အမြှေးပါး၏ drive ကြိမ်နှုန်းသည် ယာဉ်မောင်း၏အရှိန်ကို ထိန်းချုပ်ရန် အဓိကအချက်ဖြစ်သည်။ထို့ကြောင့် SMA လိုင်းနားမော်တာများသည် SMA စပရိန် သို့မဟုတ် တုတ်မော်တာများထက် ပိုမိုကောင်းမွန်သော တုံ့ပြန်မှုရှိသည်။ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်များနှင့် ဆုပ်ကိုင်ထားသော နည်းပညာသည် SMA-based actuators ကို အသုံးပြုသည့် အခြားသော အပလီကေးရှင်းနှစ်ခုဖြစ်သည်။ဥပမာအားဖြင့်၊ 25 N space clamp တွင်အသုံးပြုထားသော standard actuator ကိုအစားထိုးရန်အတွက် shape memory alloy parallel actuator 24 ကို တီထွင်ခဲ့သည်။အခြားအခြေအနေတွင်၊ SMA ပျော့ပြောင်းသည့် actuator သည် အများဆုံး ဆွဲငင်အား 30 N ထုတ်ပေးနိုင်သော မြှုပ်သွင်းထားသော matrix ပါသော ဝါယာကြိုးပေါ်တွင် အခြေခံ၍ ဖန်တီးထားသည်။ ၎င်းတို့၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့်၊ SMAs များကို ဇီဝဖြစ်စဉ်များကို အတုခိုးသည့် actuator များထုတ်လုပ်ရန်လည်း အသုံးပြုပါသည်။ထိုဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုတစ်ခုတွင် 12-cell စက်ရုပ်တစ်ခုပါဝင်ပြီး 26,27 တွင် sinusoidal motion ကိုဖန်တီးရန် SMA ဖြင့် မြေသန်ကောင်နှင့်တူသောသက်ရှိများ၏ biomimetic ပါဝင်သည်။
အစောပိုင်းတွင်ဖော်ပြခဲ့သည့်အတိုင်း၊ ရှိပြီးသား SMA-based actuators များမှ ရရှိနိုင်သော အမြင့်ဆုံးအင်အားကို ကန့်သတ်ချက်ရှိပါသည်။ဤပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်၊ ဤလေ့လာမှုသည် biomimetic bimodal ကြွက်သားဖွဲ့စည်းပုံကိုတင်ပြသည်။ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်းဝါယာကြိုးဖြင့်မောင်းနှင်။၎င်းသည် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်းဝိုင်ယာများစွာပါဝင်သည့် အမျိုးအစားခွဲခြားမှုစနစ်ကို ထောက်ပံ့ပေးသည်။ယနေ့အထိ၊ အလားတူဗိသုကာလက်ရာများပါရှိသော SMA-based actuators များကို စာပေတွင် အစီရင်ခံမထားပါ။SMA ကိုအခြေခံ၍ ဤထူးခြားဆန်းသစ်သောစနစ်သည် bimodal muscle alignment အတွင်း SMA ၏အပြုအမူကိုလေ့လာရန် တီထွင်ခဲ့ခြင်းဖြစ်သည်။ရှိပြီးသား SMA-based actuators များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ဤလေ့လာမှု၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ သေးငယ်သော volume တွင် သိသာထင်ရှားစွာ ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းအားများကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် biomimetic dipvalerate actuator ကို ဖန်တီးရန်ဖြစ်သည်။HVAC အဆောက်အဦ အလိုအလျောက်စနစ်နှင့် ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များတွင် အသုံးပြုသည့် သမားရိုးကျ stepper motor driven drive များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ အဆိုပြုထားသော SMA-based bimodal drive ဒီဇိုင်းသည် drive ယန္တရား၏အလေးချိန်ကို 67% လျှော့ချပေးသည်။အောက်ဖော်ပြပါတွင်၊ “ကြွက်သား” နှင့် “ဒရိုက်” ဟူသော အသုံးအနှုန်းများကို အပြန်အလှန်အသုံးပြုကြသည်။ဤလေ့လာမှုသည် ထိုကဲ့သို့သော drive တစ်ခု၏ ဘက်စုံရူပဗေဒ သရုပ်ဖော်မှုကို စူးစမ်းသည်။ထိုကဲ့သို့သော စနစ်များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အပြုအမူများကို စမ်းသပ်ခြင်းနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသည့် နည်းလမ်းများဖြင့် လေ့လာခဲ့သည်။စွမ်းအားနှင့် အပူချိန် ဖြန့်ဖြူးမှုများကို 7 V ၏ input voltage ဖြင့် ထပ်မံစစ်ဆေးခဲ့သည်။ ထို့နောက်တွင်၊ အဓိက ကန့်သတ်ဘောင်များနှင့် အထွက်စွမ်းအားတို့ကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပိုမိုနားလည်ရန် parametric ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။နောက်ဆုံးတွင်၊ hierarchical actuators များကို မျှော်မှန်းထားပြီး ခြေတုလက်တုအပလီကေးရှင်းများအတွက် သံလိုက်မဟုတ်သော actuator များအတွက် ဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော အနာဂတ်ဧရိယာအဖြစ် အထက်အောက် အဆင့်သက်ရောက်မှုများကို အဆိုပြုထားသည်။အထက်ဖော်ပြပါ လေ့လာမှုများ၏ ရလဒ်များအရ၊ အဆင့်တစ်ဆင့် တည်ဆောက်ထားသော ဗိသုကာပညာကို အသုံးပြုခြင်းသည် အစီရင်ခံတင်ပြထားသော SMA-based actuator များထက် အနည်းဆုံး လေးဆမှ ငါးဆအထိ စွမ်းအားကို ထုတ်ပေးပါသည်။ထို့အပြင်၊ Multi-level multi-level drive မှထုတ်ပေးသော တူညီသော drive force ကို သမားရိုးကျ SMA-based drive များထက် ဆယ်ဆပိုများကြောင်း ပြသထားသည်။ထို့နောက် လေ့လာမှုသည် မတူညီသော ဒီဇိုင်းများနှင့် input variable များအကြား အာရုံခံနိုင်စွမ်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အသုံးပြုကာ အဓိက ကန့်သတ်ဘောင်များကို အစီရင်ခံသည်။SMA ဝါယာကြိုး၏ ကနဦးအရှည် (\(l_0\))၊ pinnate angle (\(\alpha\)) နှင့် ကြိုးတစ်ချောင်းစီရှိ ကြိုးမျှင်တစ်ခုစီ၏ အရေအတွက်သည် မောင်းနှင်အား၏ ပြင်းအားအပေါ် ပြင်းထန်သော သက်ရောက်မှုရှိသည်။ခွန်အား၊ အဝင်ဗို့အား (စွမ်းအင်) သည် အပြုသဘောဆက်စပ်နေပါသည်။
SMA ဝါယာကြိုးသည် နီကယ်-တိုက်တေနီယမ် (Ni-Ti) သတ္တုစပ်မိသားစုတွင် တွေ့ရသည့် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အကျိုးသက်ရောက်မှု (SME) ကို ပြသသည်။ပုံမှန်အားဖြင့်၊ SMA များသည် အပူချိန်ကို မှီခိုရသည့် အဆင့်နှစ်ဆင့်ဖြစ်သည်- အပူချိန်နိမ့်သည့်အဆင့်နှင့် အပူချိန်မြင့်သည့်အဆင့်ကို ပြသသည်။အဆင့်နှစ်ခုစလုံးတွင် မတူညီသော crystal structure များရှိနေခြင်းကြောင့် ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။အသွင်ပြောင်းအပူချိန်အထက်ရှိ အူစတီနိုက်အဆင့် (မြင့်မားသောအပူချိန်အဆင့်) တွင်၊ ပစ္စည်းသည် မြင့်မားသောခိုင်ခံ့မှုကို ပြသပြီး ဝန်အောက်တွင် ပုံပျက်သွားပါသည်။သတ္တုစပ်သည် သံမဏိကဲ့သို့ ပြုမူသောကြောင့် ပိုမိုမြင့်မားသော လှုပ်ရှားမှုဖိအားများကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။Ni-Ti သတ္တုစပ်များ၏ ဤပိုင်ဆိုင်မှုကို အခွင့်ကောင်းယူပြီး၊ SMA ဝါယာကြိုးများသည် actuator အဖြစ်ဖွဲ့စည်းရန် စောင်းထားသည်။အမျိုးမျိုးသော ဘောင်များနှင့် ဂျီသြမေတြီများ၏ လွှမ်းမိုးမှုအောက်တွင် SMA ၏ အပူအပြုအမူဆိုင်ရာ အခြေခံစက်ပြင်များကို နားလည်ရန် သင့်လျော်သော ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုပုံစံများကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ထားပါသည်။စမ်းသပ်မှုနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုရလဒ်များအကြား ကောင်းမွန်သောသဘောတူညီချက်ကို ရရှိခဲ့သည်။
SMA ကိုအခြေခံ၍ bimodal drive ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကိုအကဲဖြတ်ရန် Fig. 9a တွင်ပြသထားသောရှေ့ပြေးပုံစံကိုစမ်းသပ်လေ့လာမှုတစ်ခုပြုလုပ်ခဲ့သည်။ဤဂုဏ်သတ္တိနှစ်ခုဖြစ်သော drive (ကြွက်သားတွန်းအား) နှင့် SMA ဝါယာကြိုး၏အပူချိန် (SMA temperature) ကို စမ်းသပ်တိုင်းတာခဲ့ပါသည်။Drive ရှိ ဝါယာကြိုး၏ အရှည်တစ်လျှောက် ဗို့အားကွာခြားချက် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ Joule အပူသက်ရောက်မှုကြောင့် ဝါယာ၏ အပူချိန် တိုးလာသည်။အဝင်ဗို့အားကို 10-s စက်ဝိုင်းနှစ်ခုတွင် (ပုံ. 2a၊ b တွင် အနီစက်များအဖြစ် ပြထားသည်) လည်ပတ်မှုတစ်ခုစီကြား 15-s အအေးခံကာလဖြင့် သက်ရောက်သည်။ပိတ်ဆို့ခြင်းအားအား piezoelectric strain gauge ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့ပြီး SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုကို သိပ္ပံနည်းကျအဆင့်မြင့် LWIR ကင်မရာကို အသုံးပြု၍ အချိန်နှင့်တပြေးညီ စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးခဲ့သည် (ဇယား 2 တွင် အသုံးပြုသည့် ပစ္စည်းများ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို ကြည့်ပါ)။မြင့်မားသောဗို့အားအဆင့်တွင် ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်သည် မိုနိုတိုနစ်အတိုင်း တိုးလာသော်လည်း လျှပ်စီးကြောင်းမရှိသောအခါ ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်သည် ဆက်လက်ကျဆင်းသွားသည်ကို ပြသသည်။လက်ရှိစမ်းသပ်တပ်ဆင်မှုတွင်၊ SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်သည် အအေးခံသည့်အဆင့်တွင် ကျဆင်းသွားသော်လည်း ၎င်းသည် ပတ်ဝန်းကျင်အပူချိန်ထက် ကျော်လွန်နေသေးသည်။သဖန်းသီးပေါ်မှာ။2e သည် LWIR ကင်မရာမှ ရိုက်ယူထားသော SMA ဝါယာကြိုးပေါ်ရှိ အပူချိန် လျှပ်တစ်ပြက်ကို ပြသည်။တစ်ဖက်တွင်၊2a သည် drive system မှထုတ်ပေးသောပိတ်ဆို့ခြင်းအားပြသသည်။ကြွက်သားအင်အားသည် နွေဦး၏ ပြန်လည်ရယူသည့် တွန်းအားထက် ကျော်လွန်သောအခါ၊ ပုံ 9a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ရွေ့လျားနိုင်သော လက်မောင်းသည် စတင်လှုပ်ရှားလာသည်။လှုပ်ရှားမှုစတင်သည်နှင့်တပြိုင်နက်၊ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ရွေ့လျားနိုင်သောလက်မောင်းသည် အာရုံခံကိရိယာနှင့် ထိတွေ့ပြီး ခန္ဓာကိုယ်အားကို ဖန်တီးသည်။2c၊ဃ။အမြင့်ဆုံးအပူချိန်သည် \(84\,^{circ}\hbox {C}\) နှင့် နီးကပ်သောအခါ၊ အများဆုံး သတိပြုမိသော အင်အားမှာ 105 N ဖြစ်သည်။
ဂရပ်သည် SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်နှင့် SMA-based bimodal actuator မှ ထုတ်ပေးသော စွမ်းအား၏ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များကို ပြသသည်။အဝင်ဗို့အားကို 10 စက္ကန့်စက်ဝန်းနှစ်ခုတွင် (အနီစက်များအဖြစ်ပြသည်) နှင့် စက်ဝိုင်းတစ်ခုစီကြားတွင် 15 စက္ကန့် အေးသွားသည့်ကာလဖြင့် သက်ရောက်သည်။စမ်းသပ်မှုများအတွက်အသုံးပြုသည့် SMA ဝါယာကြိုးသည် Dynalloy, Inc. မှ 0.51 မီလီမီတာ အချင်းရှိသော Flexinol ဝါယာကြိုး (က) သံသရာနှစ်ပတ်ကျော်တွင်ရရှိသော စမ်းသပ်မှုစွမ်းအားကို ဂရပ်တွင်ပြသသည်၊ (c, d) PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer ပေါ်တွင် အပူချိန်နှစ်ခုကို ပြထားသည်၊ (ခ) Snap တစ်ခုလုံး၏ အပူချိန်ကို ပြသသည့်အချိန်အတွင်း ဂရပ်ဖစ်တစ်ခုလုံးကို ပြသည်) FLIR ResearchIR ဆော့ဖ်ဝဲလ် LWIR ကင်မရာကို အသုံးပြု၍ SMA ဝါယာကြိုးမှ ထုတ်ယူသည်။စမ်းသပ်မှုများတွင် ထည့်သွင်းစဉ်းစားထားသော ဂျီဩမေတြီဘောင်များကို ဇယားတွင် ဖော်ပြထားသည်။တစ်ခု။
ပုံ.၅ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း input voltage 7V ၏ အခြေအနေအောက်တွင် သင်္ချာမော်ဒယ်၏ သရုပ်တူရလဒ်များနှင့် စမ်းသပ်မှုရလဒ်များကို နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။parametric ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုရလဒ်များနှင့် SMA ဝါယာကြိုးများ၏အပူလွန်ကဲခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေကိုရှောင်ရှားရန်အတွက်, ပါဝါ 11.2 W ကို actuator သို့ထောက်ပံ့ပေးခဲ့သည်။အဝင်ဗို့အားအဖြစ် 7V ပရိုဂရမ်ထုတ်နိုင်သော DC ပါဝါထောက်ပံ့မှုကို အသုံးပြုပြီး ဝါယာကြိုးတစ်လျှောက် 1.6A လျှပ်စီးကြောင်းကို တိုင်းတာသည်။လက်ရှိအသုံးပြုသည့်အခါ drive မှထုတ်ပေးသောစွမ်းအားနှင့် SDR ၏အပူချိန်တိုးလာသည်။7V ၏ input voltage ဖြင့်၊ simulation ရလဒ်များနှင့် ပထမစက်ဝန်း၏ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များမှ ရရှိသော အမြင့်ဆုံး output force သည် 78 N နှင့် 96 N အသီးသီးဖြစ်သည်။ဒုတိယစက်ဝိုင်းတွင်၊ သရုပ်ပြခြင်းနှင့် စမ်းသပ်မှုရလဒ်များ၏ အမြင့်ဆုံးထွက်ရှိနှုန်းမှာ 150 N နှင့် 105 N အသီးသီးဖြစ်သည်။occlusion force တိုင်းတာမှုများနှင့် စမ်းသပ်ဒေတာကြား ကွဲလွဲမှုသည် occlusion force ကို တိုင်းတာရန် အသုံးပြုသည့်နည်းလမ်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။စမ်းသပ်မှုရလဒ်များကို ပုံတွင်ပြသထားသည်။5a သည် ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း drive shaft နှင့် PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer နှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင် သော့ခတ်မှု၏ တိုင်းတာခြင်းနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။2sထို့ကြောင့်၊ drive shaft သည် cooling zone ၏အစတွင် force sensor နှင့် ထိတွေ့ခြင်းမရှိသောအခါ၊ Fig. 2d တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း force ချက်ချင်း သုညဖြစ်သွားသည်။ထို့အပြင်၊ နောက်ဆက်တွဲစက်ဝန်းများတွင် တွန်းအားဖွဲ့စည်းခြင်းကို သက်ရောက်စေသော အခြားဘောင်များသည် အအေးခံချိန်၏တန်ဖိုးများနှင့် ယခင်စက်ဝန်းရှိ convective အပူလွှဲပြောင်းခြင်း၏ကိန်းဂဏန်းများဖြစ်သည်။သဖန်းသီးမှ2b၊ 15 စက္ကန့်အအေးခံပြီးနောက်၊ SMA ဝါယာကြိုးသည် အခန်းအပူချိန်သို့မရောက်သောကြောင့် ဒုတိယမောင်းနှင်သည့်စက်ဝန်းတွင် ကနဦးအပူချိန် (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\))) သည် ပထမစက်ဝန်းနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)))။ထို့ကြောင့် ပထမစက်ဝန်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဒုတိယအပူပေးသည့်စက်ဝန်းအတွင်း SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်သည် ကနဦး austenite အပူချိန် (\(A_s\)) ထက်စောပြီး အကူးအပြောင်းကာလတွင် ပိုကြာနေမည်ဖြစ်ပြီး၊ ဖိအားနှင့် တွန်းအားတို့ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ စမ်းသပ်မှုများနှင့် သရုပ်ဖော်မှုများမှရရှိသော အပူနှင့်အအေးစက်ဝန်းအတွင်း အပူချိန်ဖြန့်ဝေမှုများသည် အပူချိန်တိုင်းတာခြင်းမှ နမူနာများနှင့် အရည်အသွေးမြင့်မားသော တူညီမှုရှိသည်။စမ်းသပ်မှုများနှင့် simulations များမှ SMA ဝိုင်ယာအပူဒေတာ၏ နှိုင်းယှဥ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုသည် အပူနှင့် အအေးစက်ဝန်းအတွင်း ညီညွတ်မှုနှင့် စမ်းသပ်ဒေတာအတွက် လက်ခံနိုင်သော ခံနိုင်ရည်များအတွင်း ပြသခဲ့သည်။ပထမစက်ဝိုင်း၏ သရုပ်ဖော်မှုနှင့် စမ်းသပ်မှုများ၏ ရလဒ်များမှရရှိသော SMA ဝိုင်ယာ၏ အမြင့်ဆုံးအပူချိန်မှာ \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) နှင့် \(75\,^{\circ }\hbox { C }\ အသီးသီး ) နှင့် ဒုတိယစက်ဝိုင်းတွင် SMA ဝါယာ၏ အမြင့်ဆုံးအပူချိန်မှာ \(94\,^{c}) နှင့် \(94\,^{c}) hbox {C}\)။အခြေခံကျကျ တီထွင်ထားသော ပုံစံသည် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အတည်ပြုသည်။ပင်ပန်းနွမ်းနယ်ခြင်းနှင့် အပူလွန်ကဲခြင်း၏ အခန်းကဏ္ဍကို ဤသုံးသပ်ချက်တွင် ထည့်သွင်းမစဉ်းစားပါ။အနာဂတ်တွင်၊ SMA ဝါယာကြိုး၏ ဖိစီးမှုမှတ်တမ်းကို ထည့်သွင်းရန် မော်ဒယ်ကို မြှင့်တင်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်မည်ဖြစ်သည်။Simulink block မှရရှိသော drive output force နှင့် SMA အပူချိန်ကွက်များသည် 7 V ၏ input voltage pulse ၏ အခြေအနေအောက်တွင် စမ်းသပ်ဒေတာ၏ ခွင့်ပြုနိုင်သော ခံနိုင်ရည်များအတွင်းတွင် ရှိနေပါသည်။ ၎င်းသည် တီထွင်ထားသော သင်္ချာမော်ဒယ်၏ မှန်ကန်မှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို အတည်ပြုပါသည်။
Methods ကဏ္ဍတွင် ဖော်ပြထားသော အခြေခံညီမျှခြင်းများကို အသုံးပြု၍ MathWorks Simulink R2020b ပတ်ဝန်းကျင်တွင် သင်္ချာပုံစံကို တီထွင်ခဲ့သည်။သဖန်းသီးပေါ်မှာ။3b သည် Simulink သင်္ချာမော်ဒယ်၏ ဘလောက်ပုံစံကို ပြသည်။ပုံ 2a၊ b တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း 7V input voltage pulse အတွက် မော်ဒယ်ကို အတုယူထားပါသည်။Simulation တွင်အသုံးပြုသည့် parameters များ၏တန်ဖိုးများကို ဇယား 1 တွင်ဖော်ပြထားပါသည်။ ယာယီလုပ်ငန်းစဉ်များ၏ရလဒ်များကိုပုံ 1 နှင့် 1 တွင်ဖော်ပြထားပါသည်။ ပုံ 3a နှင့် 4။ ပုံတွင်ဖော်ပြထားသည်။4a၊b သည် SMA ဝါယာကြိုးရှိ induced voltage နှင့် actuator မှထုတ်ပေးသော force ကို အချိန်၏လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် ပြသသည်။ ပြောင်းပြန်အသွင်ပြောင်းခြင်း (အပူပေးနေစဉ်)၊ SMA ဝါယာကြိုးအပူချိန်ရှိသောအခါ၊ \(T < A_s^{\prime}\) (စိတ်ဖိစီးမှု-မွမ်းမံထားသော austenite အဆင့် စတင်အပူချိန်)၊ martensite ပမာဏအပိုင်းကိန်း (\(\dot{\xi }\)) ၏ပြောင်းလဲမှုနှုန်းသည် သုညဖြစ်လိမ့်မည်။ ပြောင်းပြန်အသွင်ပြောင်းခြင်း (အပူပေးနေစဉ်)၊ SMA ဝါယာကြိုးအပူချိန်ရှိသောအခါ၊ \(T < A_s^{\prime}\) (စိတ်ဖိစီးမှု-မွမ်းမံထားသော austenite အဆင့်စတင်အပူချိန်)၊ martensite ပမာဏအပိုင်းကိန်း (\(\dot{\xi }\)) ၏ပြောင်းလဲမှုနှုန်းသည် သုညဖြစ်လိမ့်မည်။ Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (темоператлатура на фицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\xi }\)) будет равно нулю. ပြောင်းပြန်အသွင်ပြောင်းခြင်း (အပူပေးနေစဉ်)၊ SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်ရှိသောအခါ၊ \(T< A_s^{\prime}\) (စိတ်ဖိစီးမှု-ပြုပြင်ထားသော austenite စတင်ခြင်းအပူချိန်)၊ martensite ပမာဏအပိုင်းကိန်း၏ ပြောင်းလဲမှုနှုန်း (\(\dot{\xi }\ )) သည် သုညဖြစ်လိမ့်မည်။在反向转变（加热）过程中，当SMA线温度\(T<A_s^{prime}\)（应力修正奥氏体相起始始温叓）数的变化率(\(\dot{\xi }\)) 将为零။在反向转变（加热）中，当当当线温度\(ပုဇွန်တောင်မြို့နယ်၊
(က) SMA-based divalerate actuator တွင် အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ဖိစီးမှု-ဖြစ်ပေါ်စေသော လမ်းဆုံအပူချိန်ကို ပြသသည့် သရုပ်သကန်ရလဒ်။ဝါယာကြိုးအပူချိန်သည် အပူပေးသည့်အဆင့်ရှိ austenite အကူးအပြောင်းအပူချိန်ကို ဖြတ်ကျော်သွားသောအခါ၊ ပြုပြင်ထားသော austenite အကူးအပြောင်းအပူချိန်သည် စတင်တိုးလာကာ အလားတူပင်၊ ဝါယာကြိုးအပူချိန်သည် အအေးခံအဆင့်ရှိ martensitic အကူးအပြောင်းအပူချိန်ကို ဖြတ်ကျော်သွားသောအခါ၊ martensitic အကူးအပြောင်းအပူချိန် လျော့နည်းသွားသည်။Actuation လုပ်ငန်းစဉ်၏ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုပုံစံအတွက် SMA။(Simulink မော်ဒယ်တစ်ခုစီ၏ စနစ်ခွဲတစ်ခုစီ၏ အသေးစိတ်ကြည့်ရှုမှုအတွက်၊ ဖြည့်စွက်ဖိုင်၏ နောက်ဆက်တွဲအပိုင်းကို ကြည့်ပါ။)
မတူညီသော ကန့်သတ်ဘောင်များ ဖြန့်ဝေမှုများအတွက် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုရလဒ်များကို 7V အဝင်ဗို့အား (10 စက္ကန့်ပူနွေးလာမှုသံသရာနှင့် 15 စက္ကန့်အေးစက်စက်များ) အတွက် ပြသထားသည်။(ac) နှင့် (င) သည် အချိန်နှင့်အမျှ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပုံဖော်နေချိန်တွင်၊ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ (ဃ) နှင့် (စ) သည် ဖြန့်ဖြူးမှုကို အပူချိန်ဖြင့် သရုပ်ဖော်သည်။သက်ဆိုင်ရာထည့်သွင်းမှုအခြေအနေများအတွက်၊ အများဆုံးလေ့လာတွေ့ရှိထားသောဖိစီးမှုမှာ 106 MPa (345 MPa ထက်နည်းသော၊ ဝါယာကြိုးအထွက်အားကောင်းမှု)၊ စွမ်းအားမှာ 150 N၊ အမြင့်ဆုံးနေရာရွှေ့ပြောင်းမှုမှာ 270 µm နှင့် အနိမ့်ဆုံး martensitic ပမာဏအပိုင်းအစမှာ 0.91 ဖြစ်သည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ဖိအားပြောင်းလဲမှုနှင့် အပူချိန်ရှိသော martensite ၏ ထုထည်အပိုင်းပိုင်းပြောင်းလဲမှုတို့သည် hysteresis လက္ခဏာများနှင့် ဆင်တူသည်။
အလားတူရှင်းပြချက်သည် austenite အဆင့်မှ martensite အဆင့်သို့ တိုက်ရိုက်အသွင်ပြောင်းခြင်း (\(M_f^{\prime}\ ))) နှင့် stress-modified martensite အဆင့် (\(M_f^{\prime}\ )) တို့၏ အဆုံးအပူချိန်နှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။သဖန်းသီးပေါ်မှာ။4d၊f သည် မောင်းနှင်မှု စက်ဝန်းနှစ်ခုလုံးအတွက် SMA ဝါယာကြိုး (T) ၏ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှု၏ လုပ်ဆောင်မှုအဖြစ် (\(\sigma\)) နှင့် martensite (\(\xi\)) ၏ ထုထည်အပိုင်းကို ပြသသည်။သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ပုံ 3a သည် input voltage pulse ပေါ်မူတည်၍ အချိန်နှင့်အတူ SMA ဝါယာ၏ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုကို ပြသည်။ပုံတွင်တွေ့နိုင်သည်အတိုင်း၊ ဗို့အား သုညနှင့် နောက်ဆက်တွဲ convective cooling ဖြင့် အပူရင်းမြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးခြင်းဖြင့် ဝါယာ၏ အပူချိန်သည် ဆက်လက်တိုးလာသည်။အပူပေးနေစဉ်တွင်၊ SMA ဝါယာကြိုးအပူချိန် (T) သည် စိတ်ဖိစီးမှု-ပြုပြင်ထားသော austenite nucleation အပူချိန် (\(A_s^{\prime}\)) ကိုဖြတ်သွားသောအခါတွင် martensite ကို austenite အဆင့်သို့ ပြန်လည်အသွင်ပြောင်းခြင်း စတင်သည်။ဤအဆင့်တွင်၊ SMA ဝါယာကြိုးကို ဖိသိပ်ထားပြီး actuator သည် အင်အားကို ထုတ်ပေးသည်။အအေးခံချိန်တွင်လည်း SMA ဝါယာကြိုး (T) ၏ အပူချိန်သည် stress-modified martensite အဆင့် (\(M_s^{\prime}\)) ၏ nucleation temperature ကိုဖြတ်သွားသောအခါတွင် austenite အဆင့်မှ martensite အဆင့်သို့ အပြုသဘောဆောင်သော ကူးပြောင်းမှု ရှိပါသည်။တွန်းအား လျော့နည်းသွားသည်။
SMA ကိုအခြေခံထားသော bimodal drive ၏အဓိကအရည်အသွေးလက္ခဏာများကို simulation ရလဒ်များမှရရှိနိုင်ပါသည်။ဗို့အားသွေးခုန်နှုန်းထည့်သွင်းမှုကိစ္စတွင်၊ Joule အပူသက်ရောက်မှုကြောင့် SMA ဝါယာ၏အပူချိန် တိုးလာသည်။ပစ္စည်းသည် အစပိုင်းတွင် အပြည့်အဝ martensitic အဆင့်တွင် ရှိနေသောကြောင့် martensite ပမာဏအပိုင်း (\(\xi\)) ၏ ကနဦးတန်ဖိုးကို 1 ဟု သတ်မှတ်ထားသည်။ဝါယာကြိုးများ ဆက်လက်ပူနေသဖြင့် SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်သည် ဖိစီးမှု-ပြုပြင်ထားသော austenite nucleation temperature \(A_s^{\prime}\) ထက်ကျော်လွန်နေသဖြင့် ပုံ 4c တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း martensite ပမာဏအပိုင်းပိုင်းကို လျော့ကျသွားစေပါသည်။ထို့အပြင်၊ သင်္ဘောသဖန်း။4e သည် အချိန်နှင့်တပြေးညီ actuator ၏ လေဖြတ်ခြင်း ဖြန့်ကျက်မှုကို ပြသပြီး ပုံတွင် ပြသည်။5 - အချိန်၏လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုအဖြစ် တွန်းအား။ဆက်စပ်ညီမျှခြင်းစနစ်တွင် အပူချိန်၊ martensite ပမာဏအပိုင်းအစများနှင့် ဖိအားများပါဝင်ပြီး ဝါယာကြိုးအတွင်း ဖြစ်ပေါ်နေသည့် SMA ဝိုင်ယာနှင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းမှ ထုတ်ပေးသော တွန်းအားတို့ ပါဝင်သည်။ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း။4d၊f၊ အပူချိန်နှင့် martensite ပမာဏအပိုင်းပိုင်းကွဲလွဲမှု အပူချိန်နှင့် ဗို့အားကွဲလွဲမှုသည် 7 V တွင် SMA ၏ hysteresis ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။
စမ်းသပ်မှုများနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသော တွက်ချက်မှုများမှတစ်ဆင့် မောင်းနှင်မှုဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များ နှိုင်းယှဉ်မှုကို ရရှိခဲ့သည်။ဝါယာကြိုးများကို 7 V ၏ ခုန်နှုန်းအား 10 စက္ကန့်ကြာ ထားပြီးနောက် 15 စက္ကန့် (အအေးခံသည့်အဆင့်) နှစ်ပတ်ကြာအောင် အေးသွားပါသည်။pinnate angle ကို \(40^{\circ}\) ဟုသတ်မှတ်ထားပြီး ပင်ခြေထောက်တစ်ခုစီရှိ SMA ဝါယာကြိုး၏ ကနဦးအရှည်ကို 83mm သတ်မှတ်ထားသည်။(က) load cell ဖြင့် မောင်းနှင်အားကို တိုင်းတာခြင်း (ခ) အပူအနီအောက်ရောင်ခြည် ကင်မရာဖြင့် ဝါယာအပူချိန်ကို စောင့်ကြည့်ခြင်း။
Drive မှထုတ်လုပ်သော တွန်းအားအပေါ် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဘောင်များ ၏ လွှမ်းမိုးမှုကို နားလည်ရန်အတွက် ရွေးချယ်ထားသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဘောင်များဆီသို့ သင်္ချာမော်ဒယ်၏ sensitivity ကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ဘောင်များကို ၎င်းတို့၏ လွှမ်းမိုးမှုအရ အဆင့်သတ်မှတ်ခဲ့သည်။ပထမဦးစွာ၊ တူညီသောဖြန့်ဖြူးမှုနောက်ဆက်တွဲဖြစ်သော စမ်းသပ်ဒီဇိုင်းမူများကို အသုံးပြု၍ နမူနာပုံစံဘောင်များကိုနမူနာပြုလုပ်သည် (Sensitivity Analysis ၏နောက်ဆက်တွဲအပိုင်းကိုကြည့်ပါ)။ဤကိစ္စတွင်၊ မော်ဒယ်ကန့်သတ်ချက်များတွင် အဝင်ဗို့အား (\(V_{in}\))၊ ကနဦး SMA ဝါယာကြိုးအရှည် (\(l_0\))၊ တြိဂံထောင့် (\(\alpha\))၊ bias spring constant (\(K_x\ ))၊ convective heat transfer coefficient (\(h_T\)) နှင့် unimodal အကိုင်းအခက် အရေအတွက် (n) တို့ ပါဝင်သည်။နောက်တစ်ဆင့်တွင်၊ လေ့လာမှု ဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်အဖြစ် အထွတ်အထိပ် ကြွက်သား ခွန်အားကို ရွေးချယ်ပြီး ခွန်အားအပေါ် ကိန်းရှင်အစုတစ်ခုစီ၏ ပါရာမက်ထရီသက်ရောက်မှုများကို ရရှိခဲ့သည်။အာရုံခံနိုင်စွမ်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် လေဆင်နှာမောင်းကွက်များကို ပုံ 6a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကန့်သတ်ဘောင်တစ်ခုစီအတွက် ဆက်စပ်ကိန်းများထံမှ ဆင်းသက်လာသည်။
(က) မော်ဒယ်ကန့်သတ်ချက်များ၏ ဆက်စပ်ကိန်းတန်ဖိုးများနှင့် အထက်မော်ဒယ်ကန့်သတ်ချက်များ၏ အမြင့်ဆုံးထွက်ရှိမှုအင်အား 2500 အပေါ် ၎င်းတို့၏သက်ရောက်မှုကို လေဆင်နှာမောင်းကွက်ကွက်တွင် ပြသထားသည်။ဂရပ်သည် အညွှန်းများစွာ၏ အဆင့်ဆက်စပ်မှုကို ပြသသည်။\(V_{in}\) သည် အပြုသဘောဆက်စပ်ဆက်စပ်မှုရှိသော တစ်ခုတည်းသော ဘောင်ဖြစ်ကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်းရှိပြီး \(l_0\) သည် အနုတ်လက္ခဏာဆက်စပ်မှု အများဆုံးပါရာမီတာဖြစ်သည်။အထွတ်အထိပ် ကြွက်သား ခွန်အားအပေါ် အမျိုးမျိုးသော ပေါင်းစပ်မှုများတွင် ဘောင်အမျိုးမျိုး၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို (ခ၊ ဂ) တွင် ပြထားသည်။\ (K_X \) မှ 400 မှ 800 အထိ N / M မှ 4 မှ 24 အထိရှိသည်။ voltage (v_ {{{{{{{{{{{{{{{{))) ကနေ 100 မီလီမီတာအထိပြောင်းလဲသွားတယ်။
သဖန်းသီးပေါ်မှာ။6a သည် peak drive force ဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်များနှင့် ကန့်သတ်မှုတစ်ခုစီအတွက် ဆက်စပ်ကိန်းများကို အမျိုးမျိုးသော ဆက်စပ်ကိန်းများကို ပြသသည်။သဖန်းသီးမှ6a ဗို့အားဘောင် (\(V_{in}\))) သည် အမြင့်ဆုံးအထွက်စွမ်းအားနှင့် တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်နေပြီး convective heat transfer coefficient (\(h_T\))၊ flame angle (\( \alpha\)) ၊ displacement spring constant ( \(K_x\)) သည် ဝါယာကြိုး၏ output force (MA\uni) နှင့် 0 (l) ၏ ကနဦးအလျားနှင့် အနုတ်လက္ခဏာ ဆက်စပ်နေသည် အကိုင်းအခက်များ (n) တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်ဆက်နွယ်မှုကိစ္စတွင်၊ ဗို့အားဆက်နွယ်မှုကိန်းတန်ဖိုး (\(V_ {in}\))) သည် ပါဝါအထွက်အပေါ်တွင် အကြီးမားဆုံးသက်ရောက်မှုရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။နောက်ထပ် အလားတူ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု သည် ပုံ 6b၊ c တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း မတူညီသော တွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ နေရာနှစ်ခု၏ မတူညီသော ပေါင်းစပ်မှုများတွင် မတူညီသော ဘောင်များ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အကဲဖြတ်ခြင်းဖြင့် အမြင့်ဆုံးစွမ်းအားကို တိုင်းတာသည်။\(V_{in}\) နှင့် \(l_0\), \(\alpha\) နှင့် \(l_0\) တို့သည် ဆင်တူသော ပုံစံများ ရှိပြီး၊ ဂရပ် မှ \(V_{in}\) နှင့် \(\alpha\) နှင့် \(\alpha\) တို့သည် အလားတူ ပုံစံများ ရှိကြောင်း ပြသသည်။\(l_0\) ၏ သေးငယ်သော တန်ဖိုးများသည် မြင့်မားသော စွမ်းအားများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။အခြားကွက်နှစ်ခုသည် n နှင့် \(K_x\) အနုတ်လက္ခဏာဆက်စပ်နေပြီး \(V_{in}\) သည် အပြုသဘောဖြင့် ဆက်နွယ်နေသည့် ပုံ 6a နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ဤခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုသည် လိုအပ်ချက်များနှင့် အသုံးချမှုစနစ်၏ အထွက်အား၊ လေဖြတ်ခြင်းနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်တို့ကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေသော လွှမ်းမိုးမှုရှိသော ကန့်သတ်ဘောင်များကို သတ်မှတ်ခြင်းနှင့် ချိန်ညှိရန် ကူညီပေးသည်။
လက်ရှိ သုတေသနလုပ်ငန်းသည် N အဆင့်ဖြင့် အထက်အောက် ဒရိုက်များကို မိတ်ဆက်ပြီး စုံစမ်းစစ်ဆေးသည်။ပုံ 7a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အဆင့်နှစ်ဆင့်ရှိသော အထက်တန်းအဆင့်တွင် ပထမအဆင့် actuator ၏ SMA ဝါယာတစ်ခုစီအစား၊ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း bimodal အစီအစဉ်ကို အောင်မြင်သည်။9eသဖန်းသီးပေါ်မှာ။7c သည် ရွေ့လျားနိုင်သော ဦးတည်ချက်တွင်သာ ရွေ့လျားနိုင်သော ရွေ့လျားနိုင်သော လက်မောင်း (အရန်လက်) တစ်ဝိုက်တွင် SMA ဝိုင်ယာအား မည်ကဲ့သို့ ဒဏ်ရာရသည်ကို ပြသသည်။သို့သော်၊ ပင်မရွေ့လျားနိုင်သောလက်သည် 1st အဆင့် multi-stage actuator ၏ရွေ့လျားနိုင်သောလက်မောင်းကဲ့သို့ပင် ဆက်လက်ရွေ့လျားနေပါသည်။ပုံမှန်အားဖြင့်၊ N-stage drive ကို ပထမအဆင့် drive တစ်ခုနှင့် \(N-1\) အဆင့် SMA ဝါယာကြိုးကို အစားထိုးခြင်းဖြင့် ဖန်တီးသည်။ရလဒ်အနေဖြင့်၊ အကိုင်းအခက်တစ်ခုစီသည် ဝိုင်ယာကြိုးကို ကိုင်ဆောင်ထားသည့် အကိုင်းအခက်မှလွဲ၍ ပထမအဆင့် drive ကို တုပသည်။ဤနည်းအားဖြင့်၊ မူလဒရိုက်ဗ်များ၏ စွမ်းအားများထက် အဆများစွာ ပိုကြီးသော အင်အားစုများကို ဖန်တီးပေးသည့် အသိုက်ဖွဲ့တည်ဆောက်မှုများကို ဖန်တီးနိုင်သည်။ဤလေ့လာမှုတွင် အဆင့်တစ်ခုစီအတွက်၊ ပုံ. 7d တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း စုစုပေါင်းထိရောက်သော SMA ဝါယာကြိုးအရှည် 1 မီတာကို ထည့်သွင်းတွက်ချက်ထားပါသည်။ပုံမှန်မဟုတ်သော ဒီဇိုင်းတစ်ခုစီရှိ ဝါယာတစ်ခုစီမှ လျှပ်စီးကြောင်းနှင့် SMA ဝါယာကြိုးအပိုင်းတစ်ခုစီရှိ ရရှိလာသော ဖိအားနှင့် ဗို့အားသည် အဆင့်တစ်ခုစီတွင် တူညီပါသည်။ကျွန်ုပ်တို့၏ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုပုံစံအရ၊ အထွက်စွမ်းအားသည် အဆင့်နှင့် အပြုသဘောဆက်စပ်နေပြီး ရွှေ့ပြောင်းမှုသည် အနုတ်လက္ခဏာနှင့် ဆက်နွယ်နေပါသည်။တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ရွှေ့ပြောင်းခြင်းနှင့် ကြွက်သားခွန်အားကြား အပေးအယူရှိခဲ့သည်။သဖန်းသီးမှာမြင်ရတဲ့အတိုင်း။7b၊ အများဆုံး တွန်းအားကို အလွှာ၏ အရေအတွက် အများဆုံးတွင် ရရှိသော်လည်း၊ အနိမ့်ဆုံး အလွှာတွင် အကြီးဆုံး ရွှေ့ပြောင်းခြင်းကို တွေ့ရှိရပါသည်။အထက်အောက်အဆင့်ကို \(N=5\) ဟု သတ်မှတ်သောအခါ၊ သတိပြုမိသော လေဖြတ်ခြင်း 2 ကြိမ်ဖြင့် အမြင့်ဆုံးကြွက်သားအား 2.58 kN ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ပထမအဆင့် drive သည် လေဖြတ်ခြင်း 277 \(\upmu\)m တွင် 150 N စွမ်းအားကိုထုတ်ပေးသည်။Multi-level actuators များသည် မှန်ကန်သော ဇီဝကြွက်သားများကို အတုယူနိုင်ပြီး၊ ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များကို အခြေခံထားသော ကြွက်သားအတုများသည် တိကျသောနှင့် ပိုနုသော လှုပ်ရှားမှုများဖြင့် သိသိသာသာ ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းအားများကို ထုတ်ပေးနိုင်သည်။ဤအသေးစားဒီဇိုင်း၏ ကန့်သတ်ချက်များမှာ အထက်အောက် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ရွေ့လျားမှုသည် အလွန်လျော့ကျသွားပြီး drive ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ ရှုပ်ထွေးမှုများ တိုးလာခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။
(က) အဆင့်နှစ်ဆင့် (\(N=2\)) အလွှာလိုက် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ် အလွိုင်းလိုင်းယာ လှုံ့ဆော်ပေးစနစ်အား bimodal ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံဖြင့် ပြသထားသည်။အဆိုပြုထားသော မော်ဒယ်သည် ပထမအဆင့် အလွှာလိုက်လျှပ်စစ်ဓာတ်အား SMA ဝါယာကြိုးအား အခြားအဆင့် အလွှာလိုက် လျှပ်ကူးစက်ဖြင့် အစားထိုးခြင်းဖြင့် အောင်မြင်သည်။(ဂ) ဒုတိယအဆင့် multilayer actuator ၏ ပုံပျက်နေသော ဖွဲ့စည်းမှု။(ခ) အဆင့်အရေအတွက်ပေါ်မူတည်၍ တပ်ဖွဲ့ခွဲဝေမှုနှင့် နေရာရွှေ့ပြောင်းမှုတို့ကို ဖော်ပြထားပါသည်။လေဖြတ်ခြင်းသည် စကေးအဆင့်နှင့် အနုတ်လက္ခဏာဆက်စပ်နေသော်လည်း ဂရပ်ရှိ စကေးအဆင့်နှင့် အပြုသဘောဆက်စပ်နေကြောင်း တွေ့ရှိရပါသည်။ဝါယာကြိုးတစ်ခုစီရှိ လျှပ်စီးကြောင်းနှင့် ကြိုတင်ဗို့အားသည် အဆင့်တိုင်းတွင် မမြဲပါ။(ဃ) အဆင့်တစ်ခုစီတွင် SMA ဝါယာကြိုး (ဖိုက်ဘာ) ၏ အနှိပ်အရေအတွက်နှင့် အရှည်ကို ဇယားတွင် ပြသထားသည်။ဝါယာကြိုးများ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို အညွှန်း 1 ဖြင့် ညွှန်ပြပြီး ဒုတိယအကိုင်းအခက်အရေအတွက် (ပင်မခြေထောက်နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော တစ်ခု) သည် စာရင်းခွဲတွင် အကြီးဆုံးနံပါတ်ဖြင့် ညွှန်ပြသည်။ဥပမာအားဖြင့်၊ အဆင့် 5 တွင်၊ \(n_1\) သည် bimodal တည်ဆောက်ပုံတစ်ခုစီတွင် ရှိနေသော SMA ဝါယာကြိုးအရေအတွက်ကို ရည်ညွှန်းပြီး \(n_5\) သည် အရန်ခြေထောက်အရေအတွက် (ပင်မခြေထောက်နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော တစ်ခု) ကို ရည်ညွှန်းသည်။
အဆင့်အကူးအပြောင်းနှင့်ဆက်စပ်သော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံရှိ macroscopic ပြောင်းလဲမှုများပါ၀င်သည့် သာမိုစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများပေါ် မူတည်ပြီး SMAs ၏အပြုအမူကို ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်ဖြင့် စံနမူနာပြုရန် သုတေသီများစွာမှ အဆိုပြုထားသည်။ဖွဲ့စည်းအုပ်ချုပ်ပုံနည်းလမ်းများ ရေးဆွဲခြင်းသည် မွေးရာပါ ရှုပ်ထွေးသည်။အသုံးအများဆုံး phenomenological model ကို Tanaka28 မှ အဆိုပြုထားပြီး အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုပါသည်။Tanaka [28] မှ အဆိုပြုသော ဖြစ်ရပ်ဆန်းဗေဒပုံစံသည် martensite ၏ ထုထည်အပိုင်းကိန်းသည် အပူချိန်နှင့် ဖိစီးမှု၏ ကိန်းဂဏန်းတစ်ခုဖြစ်သည်ဟု ယူဆသည်။နောက်ပိုင်းတွင် Liang နှင့် Rogers29 နှင့် Brinson30 တို့သည် အဆင့်အကူးအပြောင်း ဒိုင်းနမစ်များကို ဗို့အားနှင့် အပူချိန်၏ ကိုsine လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် ယူဆကြပြီး မော်ဒယ်သို့ အနည်းငယ် ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများဖြင့် မော်ဒယ်ကို အဆိုပြုခဲ့သည်။Becker နှင့် Brinson တို့သည် SMA ပစ္စည်းများ၏ အမူအကျင့်များကို စံနမူနာပြုရန်အတွက် အဆင့်ပုံကြမ်းကို အဆိုပြုခဲ့ကြပြီး၊Banerjee32 သည် Elahinia နှင့် Ahmadian33 မှထုတ်လုပ်သော လွတ်လပ်မှုဆိုင်ရာ ခြယ်လှယ်မှု၏ ဒီဂရီတစ်ခုတည်းကို အတုယူရန် Bekker နှင့် Brinson31 အဆင့် ပုံကြမ်းဒိုင်းနမစ်နည်းလမ်းကို အသုံးပြုသည်။အပူချိန်နှင့် ဗို့အားတွင် မိုနိုတိုနစ်မဟုတ်သော အပြောင်းအလဲများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသည့် အဆင့်ပုံကြမ်းများကို အခြေခံထားသော Kinetic နည်းလမ်းများသည် အင်ဂျင်နီယာအသုံးချမှုတွင် အကောင်အထည်ဖော်ရန် ခက်ခဲပါသည်။Elakhinia နှင့် Ahmadian တို့သည် ရှိပြီးသား phenomenological မော်ဒယ်များ၏ ချို့ယွင်းချက်များကို အာရုံစိုက်ပြီး ရှုပ်ထွေးသော loading အခြေအနေများအောက်တွင် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အပြုအမူကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီး သတ်မှတ်သတ်မှတ်ရန် ချဲ့ထွင်ထားသော phenomenological မော်ဒယ်ကို အဆိုပြုပါသည်။
SMA ဝါယာကြိုး၏ ဖွဲ့စည်းပုံပုံစံသည် ဖိစီးမှု (\(\sigma\))၊ strain (\(\epsilon\))၊ အပူချိန် (T) နှင့် SMA ဝါယာ၏ martensite ပမာဏအပိုင်း (\(\xi\))) ကို ပေးသည်။ထင်ရှားသောဖွဲ့စည်းပုံပုံစံကို Tanaka28 မှ ပထမဆုံးအဆိုပြုခဲ့ပြီး နောက်ပိုင်းတွင် Liang29 နှင့် Brinson30 တို့က လက်ခံကျင့်သုံးခဲ့သည်။ညီမျှခြင်း၏ ဆင်းသက်လာပုံမှာ ပုံစံဖြစ်သည်-
E သည် \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) နှင့် \(E_A\) နှင့် \(E_A\) နှင့် \(E_M\) တို့ကို ကိုယ်စားပြုသော Young's modulus များသည် austenitic နှင့် martensitic အဆင့်များ အသီးသီးဖြစ်ပြီး၊ နှင့် thermal expansion ၏ coefficient (T\ta) ကို ကိုယ်စားပြုသည်။အဆင့်အကူးအပြောင်း ပံ့ပိုးပေးသည့်အချက်မှာ \(\Omega = -E \epsilon _L\) နှင့် \(\epsilon _L\) သည် SMA ဝါယာကြိုးအတွင်း ပြန်လည်ရယူနိုင်သော အမြင့်ဆုံး အမျိုးအစားဖြစ်သည်။
Phase dynamics equation သည် Liang29 မှ ဖန်တီးထားသော cosine function နှင့် တိုက်ဆိုင်ပြီး Tanaka28 မှ အဆိုပြုထားသော exponential function အစား Brinson30 မှ နောက်ပိုင်းတွင် လက်ခံကျင့်သုံးပါသည်။အဆင့်အကူးအပြောင်းပုံစံသည် Elakhinia နှင့် Ahmadian34 မှ အဆိုပြုထားသော မော်ဒယ်၏ တိုးချဲ့မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး Liang29 နှင့် Brinson30 မှပေးသော အဆင့်အကူးအပြောင်းအခြေအနေများအပေါ်အခြေခံ၍ ပြုပြင်မွမ်းမံထားသည်။ဤအဆင့်အကူးအပြောင်းမော်ဒယ်အတွက် အသုံးပြုသည့်အခြေအနေများသည် ရှုပ်ထွေးသော သာမိုစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဝန်များအောက်တွင် မှန်ကန်ပါသည်။အချိန်အခိုက်အတန့်တိုင်းတွင်၊ constitutive equation ကို ပုံစံထုတ်သောအခါ martensite ၏ ထုထည်အပိုင်းကိန်းတန်ဖိုးကို တွက်ချက်သည်။
အပူပေးအခြေအနေအောက်တွင် martensite သို့ austenite အဖြစ်အသွင်ပြောင်းခြင်းဖြင့် ဖော်ပြထားသော အုပ်ချုပ်မှုပြန်လည်ဖွဲ့စည်းခြင်းညီမျှခြင်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
\(\xi\) သည် martensite ၏ ထုထည်အပိုင်း၊ \(\xi _M\) သည် အပူမမီမီ ရရှိသော martensite ၏ ထုထည်အပိုင်း၊ \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) နှင့် \(C_A\) နှင့် \(C_A\) အပူချိန်၊ အက်ပ်များ A_f\) – austenite အဆင့်၏အစနှင့်အဆုံး၊ အသီးသီး၊ အပူချိန်။
အအေးခံအခြေအနေအောက်တွင် austenite မှ martensite သို့ အဆင့်ဆင့်ပြောင်းလဲခြင်းမှ ကိုယ်စားပြုသော တိုက်ရိုက်အသွင်ပြောင်းမှု ထိန်းချုပ်ညီမျှခြင်းမှာ၊
ဘယ်မှာ \ (\ xi _a \) သည်အအေးမချမီရရှိသော Martensite ၏ volume ကို volume spacence, \ t _F \) - - ကန ဦး နှင့်အပြီးသတ် Martensite အပူချိန်အသီးသီး။
ညီမျှခြင်း (၃) နှင့် (၄) ကို ခွဲခြားပြီးနောက်၊ ပြောင်းပြန်နှင့် တိုက်ရိုက်အသွင်ပြောင်းညီမျှခြင်းများကို အောက်ပါပုံစံသို့ ရိုးရှင်းအောင်ပြုလုပ်သည်-
ရှေ့နှင့်နောက်သို့ အသွင်ပြောင်းစဉ်တွင် \(\eta _{\sigma}\) နှင့် \(\eta _{T}\) မတူညီသော တန်ဖိုးများကို ယူသည်။\(\eta _{\sigma}\) နှင့် \(\eta _{T}\) တို့နှင့် ဆက်စပ်နေသော အခြေခံညီမျှခြင်းများကို နောက်ထပ်အပိုင်းတစ်ခုတွင် အသေးစိတ် ဆွေးနွေးထားပါသည်။
SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်ကို မြှင့်တင်ရန် လိုအပ်သော အပူစွမ်းအင်သည် Joule အပူသက်ရောက်မှုမှ လာသည်။SMA ဝါယာကြိုးမှ စုပ်ယူ သို့မဟုတ် ထုတ်လွှတ်သော အပူစွမ်းအင်ကို အသွင်ပြောင်းခြင်း၏ ငုပ်လျှိုးနေသော အပူဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။SMA ဝါယာကြိုးရှိ အပူဆုံးရှုံးမှုသည် အတင်းအဓမ္မ convection ကြောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ဓါတ်ရောင်ခြည်၏ နည်းပါးသောအကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့်၊ အပူစွမ်းအင်ချိန်ခွင်လျှာညီမျှခြင်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
\(m_{wire}\) သည် SMA ဝါယာကြိုး၏ စုစုပေါင်းထုထည်ဖြစ်ပြီး၊ \(c_{p}\) သည် SMA ၏ သီးခြားအပူစွမ်းရည်ဖြစ်သည်၊ \(V_{in}\) သည် ဝါယာကြိုးသို့ သက်ရောက်သည့် ဗို့အားဖြစ်သည်၊ \(R_{ohm} \) – အဆင့်-မူတည်သော ခုခံမှု SMA၊\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ရှိရာ \(r_M\ ) နှင့် \(r_A\) တို့သည် martensite နှင့် austenite တွင် SMA အဆင့် ခံနိုင်ရည်အား အသီးသီး၊ \(A_{c}\) သည် \(A_{c}\) ၏ မျက်နှာပြင် ဧရိယာ ဖြစ်သော \(A_{c}\) သည် \(A_{c}\) ၏ မျက်နှာပြင် အကျယ်အဝန်း ဖြစ်သော SMA ဖြစ်သည်။ဝါယာ၏ ကူးပြောင်းခြင်း၏ ငုပ်လျှိုးနေသော အပူ၊ T နှင့် \(T_{\infty}\) တို့သည် SMA ဝါယာကြိုးနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်၏ အပူချိန်များ အသီးသီးဖြစ်သည်။
ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်းဝါယာကြိုးကို အသက်သွင်းသောအခါ၊ ဝိုင်ယာသည် ဖိုက်ဘာအားဟု ခေါ်သော bimodal ဒီဇိုင်း၏ အကိုင်းအခက်တစ်ခုစီတွင် တွန်းအားတစ်ခု ဖန်တီးသည်။ပုံ 9e တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း SMA ဝါယာကြိုး၏ ကြိုးတစ်ခုစီရှိ အမျှင်များ၏ တွန်းအားများသည် အတူတကွ လည်ပတ်ရန် ကြွက်သားအားကို ဖန်တီးပေးသည်။biasing spring ပါ၀င်ခြင်းကြောင့် Nth multilayer actuator ၏ စုစုပေါင်းကြွက်သားအင်အားမှာ-
\(N = 1\) ကို ညီမျှခြင်း (7) သို့ အစားထိုးခြင်းဖြင့် bimodal drive ရှေ့ပြေးပုံစံ ပထမအဆင့်၏ ကြွက်သားခွန်အားကို အောက်ပါအတိုင်း ရရှိနိုင်ပါသည်။
n သည် unimodal ခြေထောက်များ၏နံပါတ်ဖြစ်ပြီး \(F_m\) သည် drive မှထုတ်ပေးသောကြွက်သားခွန်အားဖြစ်သည်၊ \(F_f\) သည် SMA ဝါယာကြိုးရှိ ဖိုက်ဘာခွန်အားဖြစ်ပြီး \(K_x\) သည် ဘက်လိုက်တောင့်တင်းမှုဖြစ်သည်။စပရိန်၊ \(\alpha\) သည် တြိဂံ၏ထောင့်ဖြစ်ပြီး \(x_0\) သည် SMA ကြိုးအား ကြိုတင်တင်းကြပ်ထားသည့်အနေအထားတွင် ထိန်းထားရန် ဘက်လိုက်စပရိန်၏ ကနဦး offset ဖြစ်ပြီး \(\Delta x\) သည် လည်ပတ်မှုဖြစ်သည်။
Nth အဆင့်၏ SMA ဝိုင်ယာကြိုးရှိ ဗို့အား (\(\sigma\))) နှင့် strain (\(\epsilon\)) ပေါ်မူတည်၍ drive ၏ စုစုပေါင်း နေရာရွှေ့ပြောင်းခြင်း သို့မဟုတ် ရွေ့လျားမှုအား၊ drive သည် (ထွက်ရှိမှု၏ ထပ်တိုးအစိတ်အပိုင်းကို ပုံတွင်ကြည့်ပါ)။
ကိန်းဂဏန်းညီမျှခြင်းများသည် drive ပုံပျက်ခြင်း (\(\epsilon\)) နှင့် ရွှေ့ပြောင်းခြင်း သို့မဟုတ် နေရာရွှေ့ပြောင်းခြင်း (\(\Delta x\)) အကြား ဆက်စပ်မှုကို ပေးသည်။မူလ Arb ဝါယာကြိုးအရှည် (\(l_0\)) နှင့် unimodal ဌာနခွဲတစ်ခုတွင် မည်သည့်အချိန်တွင်မဆို Arb ဝိုင်ယာပုံပျက်ခြင်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
ပုံ 8 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) ကို \(\Delta\)ABB ' တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ပုံ 8 တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း x ကို ရရှိသည်။ ပထမအဆင့် drive (\D\) (N =(\Drive) =(\Drive) = (1\D\) \ta = (1) ) နှင့် \(\alpha _1\) သည် ပုံ 8 တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း \(\alpha \) ဖြစ်ပြီး၊ အချိန်ကို Equation (11) နှင့် l ၏တန်ဖိုးကို အစားထိုးခြင်းဖြင့် strain rate ကို အောက်ပါအတိုင်း ရေးသားနိုင်သည်။
\(l_0\) သည် SMA ဝါယာကြိုး၏ကနဦးအလျားဖြစ်ပြီး l သည် unimodal အကိုင်းအခက်တစ်ခုတွင် မည်သည့်အချိန်တွင်မဆို ဝါယာ၏အရှည်ဖြစ်သည်၊ \(\epsilon\) သည် SMA ဝါယာကြိုးတွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပုံပျက်ခြင်းဖြစ်ပြီး \(\alpha \) သည် တြိဂံ၏ထောင့်ဖြစ်သည် , \(\Delta x\) သည် drive offset (8) ဖြစ်သည်။
ဤပုံရှိ n single-peak တည်ဆောက်ပုံများ (\(n=6\)) သည် input voltage အဖြစ် \(V_{in}\) ဖြင့် အစီအရီ ချိတ်ဆက်ထားသည်။အဆင့် 1- သုညဗို့အားအခြေအနေများအောက်ရှိ bimodal configuration ရှိ SMA ဝါယာ၏ schematic diagram သည် အဆင့် II- အနီရောင်မျဉ်းပြောင်းပြန်ကြောင့် SMA ဝိုင်ယာအား ဖိသိပ်ထားသည့်နေရာကို ပြထားသည်။
အယူအဆသက်သေအဖြစ်၊ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များနှင့်အတူ အရင်းခံညီမျှခြင်းများ၏ အသွင်တူဆင်းသက်မှုကို စမ်းသပ်ရန်အတွက် SMA-based bimodal drive ကို တီထွင်ခဲ့သည်။bimodal linear actuator ၏ CAD မော်ဒယ်ကို ပုံတွင် ပြထားသည်။9aတစ်ဖက်တွင်၊9c သည် bimodal တည်ဆောက်ပုံပါရှိသော နှစ်ထပ်လေယာဉ် SMA-based actuator ကို အသုံးပြု၍ rotational prismatic ချိတ်ဆက်မှုအတွက် အဆိုပြုထားသည့် ဒီဇိုင်းအသစ်ကို ပြသသည်။ဒရိုက်ဗ်အစိတ်အပိုင်းများကို Ultimaker 3 Extended 3D ပရင်တာတွင် ပေါင်းထည့်ထုတ်လုပ်မှုကို အသုံးပြု၍ ဖန်တီးခဲ့သည်။အစိတ်အပိုင်းများကို 3D ပရင့်ထုတ်ခြင်းအတွက် အသုံးပြုသည့်ပစ္စည်းသည် ခိုင်ခံ့၊ တာရှည်ခံပြီး မြင့်မားသောဖန်သားပြောင်းလဲမှုအပူချိန် (110-113 \(^{\circ }\) C) ဖြစ်သောကြောင့် အပူခံနိုင်သောပစ္စည်းများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ထို့အပြင်၊ Dynalloy, Inc. သည် စမ်းသပ်မှုများတွင် Flexinol ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်းဝါယာကြိုးကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး Flexinol ဝါယာနှင့် သက်ဆိုင်သည့် ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများကို ပုံသဏ္ဍာန်များတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ပုံ 9b၊ ဃ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း Multilayer actuators မှထုတ်လုပ်သော မြင့်မားသောစွမ်းအားများကိုရရှိရန် SMA ဝါယာကြိုးများကို ကြွက်သားများ၏ bimodal အစီအစဉ်တွင်ပါရှိသောဖိုင်ဘာများအဖြစ်စီစဉ်ထားပါသည်။
ပုံ 9a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ရွှေ့နိုင်သောလက်တံ SMA ဝါယာကြိုးဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသောစူးရှသောထောင့်ကို ထောင့် (\(\alpha\)) ဟုခေါ်သည်။terminal clamps များကို ဘယ်နှင့်ညာတွင် ချိတ်တွဲထားပြီး၊ SMA ဝါယာကြိုးကို လိုချင်သော bimodal ထောင့်တွင် ဆုပ်ကိုင်ထားသည်။စပရိန်ချိတ်ဆက်ကိရိယာတွင်ကိုင်ဆောင်ထားသော bias spring ကိရိယာသည် SMA ဖိုင်ဘာနံပါတ် (n) အရ မတူညီသောဘက်လိုက်စပရိန်တိုးချဲ့မှုအုပ်စုများကို ချိန်ညှိရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ထို့အပြင်၊ ရွေ့လျားနေသောအစိတ်အပိုင်းများ၏တည်နေရာကို SMA ဝိုင်ယာကြိုးအား အတင်းအဓမ္မ convection cooling ပြုလုပ်ရန်အတွက် ပြင်ပပတ်ဝန်းကျင်နှင့် ထိတွေ့နိုင်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ဖြုတ်တပ်နိုင်သော တပ်ဆင်မှု၏ ထိပ်နှင့်အောက်ခြေပြားများသည် အလေးချိန်လျှော့ချရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော extruded cutouts များဖြင့် SMA ဝါယာကို အေးမြစေရန် ကူညီပေးပါသည်။ထို့အပြင်၊ CMA ဝါယာကြိုး၏အစွန်းနှစ်ဖက်စလုံးကို crimp ဖြင့်ဘယ်ဘက်နှင့်ညာဘက် terminals များတွင်အသီးသီးသတ်မှတ်ထားသည်။အပေါ်နှင့်အောက်ခြေပြားများကြားတွင် ကင်းရှင်းစေရန် ရွှေ့ပြောင်းနိုင်သော တပ်ဆင်မှု၏ အဆုံးတစ်ဖက်တွင် ပလပ်ဂါကို ချိတ်ထားသည်။SMA ဝါယာကြိုးကို စတင်လုပ်ဆောင်သောအခါ ပိတ်ဆို့ခြင်းအား တိုင်းတာရန် ဆက်သွယ်မှုမှတစ်ဆင့် အာရုံခံကိရိယာသို့ ပိတ်ဆို့ခြင်းအား သက်ရောက်စေရန် ပလပ်ဂါကို အသုံးပြုသည်။
bimodal ကြွက်သားတည်ဆောက်ပုံ SMA သည် လျှပ်စစ်ဖြင့် ဆက်တိုက်ချိတ်ဆက်ထားပြီး input pulse voltage ဖြင့် လည်ပတ်ပါသည်။ဗို့အားသွေးခုန်နှုန်းစက်ဝန်းအတွင်း၊ ဗို့အားအသုံးပြုပြီး austenite ၏ကနဦးအပူချိန်ထက် SMA ဝါယာကြိုးကို အပူပေးသောအခါ၊ ကြိုးတစ်ချောင်းစီရှိ ဝါယာကြိုး၏အရှည်သည် တိုသွားပါသည်။ဤပြန်လည်ရုပ်သိမ်းခြင်းသည် ရွေ့လျားနိုင်သော လက်ရုံးခွဲကို အသက်သွင်းသည်။တူညီသောစက်ဝန်းတွင် ဗို့အား သုညဖြစ်သောအခါ၊ အပူပေးထားသော SMA ဝါယာကြိုးသည် martensite မျက်နှာပြင်၏ အပူချိန်အောက်တွင် အေးသွားသဖြင့် ၎င်း၏ မူလအနေအထားသို့ ပြန်သွားပါသည်။လုံးဝစိတ်ဖိစီးမှုအခြေအနေအောက်တွင်၊ SMA ဝါယာကြိုးအား ပိုင်းခြားထားသော martensitic အခြေအနေသို့ရောက်ရှိရန် ဘက်လိုက်စပရိန်ဖြင့် ပထမဦးစွာ ဆန့်ထုတ်ထားသည်။SMA ဝါယာကြိုးဖြတ်သန်းသွားသော ဝက်အူသည် SMA ဝါယာကြိုးသို့ ဗို့အားသွေးခုန်နှုန်းကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ဖန်တီးထားသော ဖိသိပ်မှုကြောင့် ရွေ့လျားသည် (SPA သည် austenite အဆင့်သို့ ရောက်ရှိသည်)၊SMA ဝိုင်ယာကြိုးကို ပြန်ရုတ်သိမ်းသောအခါ၊ ဘက်လိုက်စပရိန်သည် နွေဦးကို ထပ်မံဆန့်ခြင်းဖြင့် ဆန့်ကျင်ဘက်အင်အားစုကို ဖန်တီးသည်။impulse ဗို့အားတွင် ဖိစီးမှု သုညဖြစ်သွားသောအခါ၊ SMA ဝါယာကြိုးသည် အတင်းအဓမ္မ convection cooling ကြောင့် နှစ်ဆ martensitic အဆင့်သို့ ရောက်ရှိသွားသောကြောင့် ၎င်း၏ ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပြောင်းလဲသွားသည်။
အဆိုပြုထားသော SMA-based linear actuator စနစ်တွင် SMA ဝါယာကြိုးများကို ထောင့်ချိုးထားသည့် bimodal configuration တစ်ခုရှိသည်။(က) ရှေ့ပြေးပုံစံ၏ CAD မော်ဒယ်ကို သရုပ်ဖော်ထားပြီး၊ နမူနာပုံစံအတွက် အစိတ်အပိုင်းအချို့နှင့် ၎င်းတို့၏အဓိပ္ပါယ်များကို ဖော်ပြထားသည့် (ခ၊ ဃ) သည် တီထွင်ထားသော စမ်းသပ်မှုပုံစံ ၃၅ ကို ကိုယ်စားပြုသည်။(ခ) လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများနှင့် ဘက်လိုက်စပရိန်များနှင့် အသုံးပြုထားသော strain gauges များ၏ ရှေ့ပြေးပုံစံ၏ ထိပ်တန်းမြင်ကွင်းကို ပြသနေချိန်တွင် (ဃ) တပ်ဆင်မှု၏ ရှုထောင့်ကို ပြသထားသည်။(င) SMA ဝါယာကြိုးများဖြင့် အချိန်မရွေး bimodally ချထားသော linear actuation system ၏ ပုံကြမ်းသည် ဖိုက်ဘာနှင့် ကြွက်သားများ၏ ဦးတည်ချက်နှင့် လမ်းကြောင်းကို ပြသသည်။(ဂ) 2-DOF rotational prismatic ချိတ်ဆက်မှုတစ်ခုအား လေယာဉ်နှစ်စင်း SMA-based actuator ကိုအသုံးပြုရန်အတွက် အဆိုပြုထားပါသည်။ပြထားသည့်အတိုင်း၊ လင့်ခ်သည် အောက်ခြေ drive မှ ထိပ်လက်မောင်းသို့ မျဉ်းပြောင်းရွေ့လျားမှုကို ပေးပို့ပြီး လည်ပတ်ချိတ်ဆက်မှုကို ဖန်တီးပေးသည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ပရမတ်အတွဲများ၏ ရွေ့လျားမှုသည် multilayer ပထမအဆင့် drive ၏ရွေ့လျားမှုနှင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။
SMA ကိုအခြေခံ၍ bimodal drive တစ်ခု၏စွမ်းဆောင်ရည်ကိုအကဲဖြတ်ရန် Fig. 9b တွင်ပြသထားသောရှေ့ပြေးပုံစံကိုစမ်းသပ်လေ့လာမှုတစ်ခုပြုလုပ်ခဲ့သည်။Figure 10a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ စမ်းသပ်တပ်ဆင်မှုတွင် SMA ဝါယာကြိုးများသို့ input voltage ပေးဆောင်ရန် programmable DC power supply ပါ၀င်ပါသည်။ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း။10b၊ piezoelectric strain gauge (PACEline CFT/5kN) ကို Graphtec GL-2000 data logger ကို အသုံးပြု၍ ပိတ်ဆို့ခြင်းအား တိုင်းတာရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။အချက်အလက်များကို ဆက်လက်လေ့လာရန်အတွက် အိမ်ရှင်မှ မှတ်တမ်းတင်ပါသည်။Strain gauges နှင့် charge amplifier များသည် ဗို့အားအချက်ပြမှုတစ်ခုထုတ်လုပ်ရန် အဆက်မပြတ် power supply လိုအပ်ပါသည်။ဇယား 2 တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း piezoelectric force sensor ၏ sensitivity အရ သက်ဆိုင်ရာ signals များကို power outputs များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပါသည်။ voltage pulse ကိုအသုံးပြုသောအခါ၊ SMA wire ၏အပူချိန်တိုးလာကာ၊ actuator အား တွန်းအားထုတ်ပေးသော SMA wire အား ဖိသိပ်စေပါသည်။7 V ၏ input voltage pulse ဖြင့် ကြွက်သားခွန်အားထုတ်ပေးခြင်း၏ စမ်းသပ်ရလဒ်များကို ပုံတွင် ပြထားသည်။2a
(က) တွန်းအားပေးစက်မှ ထုတ်ပေးသော တွန်းအားကို တိုင်းတာရန် စမ်းသပ်မှုတွင် SMA-based linear actuator စနစ်အား တည်ဆောက်ထားသည်။ဝန်ဆဲလ်သည် ပိတ်ဆို့ခြင်းအား တိုင်းတာပြီး 24 V DC ပါဝါထောက်ပံ့မှုဖြင့် လည်ပတ်သည်။GW Instek ပရိုဂရမ်မာနိုင်သော DC ပါဝါထောက်ပံ့မှုကို အသုံးပြု၍ ကေဘယ်၏အရှည်တစ်လျှောက် 7 V ဗို့အားကျဆင်းမှုကို သက်ရောက်သည်။SMA ဝါယာကြိုးသည် အပူကြောင့် ကျုံ့သွားပြီး ရွေ့လျားနိုင်သော လက်တံသည် ဝန်ဆဲလ်ကို ဆက်သွယ်ကာ ပိတ်ဆို့ခြင်းအား တွန်းအားပေးသည်။load cell သည် GL-2000 data logger နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ဒေတာကို ဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရန်အတွက် host ပေါ်တွင် သိမ်းဆည်းထားသည်။(ခ) ကြွက်သားကြံ့ခိုင်မှုကို တိုင်းတာရန်အတွက် စမ်းသပ်တပ်ဆင်မှု၏ အစိတ်အပိုင်းများ၏ ကွင်းဆက်ကို ပြသသည့်ပုံ။
ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များသည် အပူစွမ်းအင်ကြောင့် စိတ်လှုပ်ရှားနေသောကြောင့် အပူချိန်သည် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်ဖြစ်စဉ်ကို လေ့လာရန်အတွက် အရေးကြီးသော ဘောင်တစ်ခုဖြစ်လာသည်။ပုံ 11a တွင်ပြသထားသည့်အတိုင်း၊ နမူနာပုံစံ SMA-based divalerate actuator တွင် အပူပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနှင့် အပူချိန်တိုင်းတာခြင်းများ ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ပရိုဂရမ်လုပ်နိုင်သော DC အရင်းအမြစ်တစ်ခုသည် ပုံ 11b တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း စမ်းသပ်တပ်ဆင်မှုတွင် SMA ဝါယာကြိုးများသို့ အဝင်ဗို့အားကို ထည့်သွင်းထားသည်။SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုကို မြင့်မားသော resolution LWIR ကင်မရာ (FLIR A655sc) ဖြင့် အချိန်နှင့်တပြေးညီ တိုင်းတာခဲ့သည်။လက်ခံဆောင်ရွက်ပေးသူသည် ResearchIR ဆော့ဖ်ဝဲလ်ကို အသုံးပြု၍ နောက်ထပ်လုပ်ဆောင်ပြီးနောက် လုပ်ဆောင်မှုအတွက် ဒေတာများကို မှတ်တမ်းတင်သည်။ဗို့အားသွေးခုန်နှုန်းကို အသုံးပြုသောအခါ၊ SMA ဝါယာကြိုး၏ အပူချိန် တိုးလာပြီး SMA ဝါယာအား ကျုံ့သွားစေသည်။သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ပုံ 2b သည် 7V input voltage pulse အတွက် အချိန်နှင့် SMA ဝါယာအပူချိန်၏ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များကို ပြသည်။
တင်ချိန်- စက်တင်ဘာ ၂၈-၂၀၂၂