Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद।तपाईंले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजर संस्करणमा सीमित CSS समर्थन छ।उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अपडेट गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम गर्नुहोस्)।यस बीचमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैली र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट रेन्डर गर्नेछौं।
एक्चुएटरहरू जताततै प्रयोग गरिन्छ र उत्पादन र औद्योगिक स्वचालनमा विभिन्न कार्यहरू गर्न सही उत्तेजना बल वा टर्क लागू गरेर नियन्त्रित गति सिर्जना गर्दछ।छिटो, साना र अधिक कुशल ड्राइभहरूको आवश्यकता ड्राइभ डिजाइनमा नवीनता ड्राइभ गर्दैछ।शेप मेमोरी एलोय (SMA) ड्राइभहरूले पारंपरिक ड्राइभहरू भन्दा धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ, उच्च पावर-टू-वेट अनुपात सहित।यस शोध प्रबन्धमा, दुई प्वाँख भएको SMA-आधारित एक्चुएटर विकसित गरिएको थियो जसले जैविक प्रणालीहरूको प्वाँखको मांसपेशीहरूको फाइदाहरू र SMAs को अद्वितीय गुणहरूलाई संयोजन गर्दछ।यस अध्ययनले बिमोडल SMA तार व्यवस्थामा आधारित नयाँ एक्चुएटरको गणितीय मोडेल विकास गरेर र यसलाई प्रयोगात्मक रूपमा परीक्षण गरेर अघिल्लो SMA एक्चुएटरहरूको अन्वेषण र विस्तार गर्दछ।SMA मा आधारित ज्ञात ड्राइभहरूको तुलनामा, नयाँ ड्राइभको एक्च्युएशन बल कम्तिमा 5 गुणा बढी छ (150 N सम्म)।सम्बन्धित वजन घटाने लगभग 67% छ।गणितीय मोडेलहरूको संवेदनशीलता विश्लेषणको नतिजा डिजाइन प्यारामिटरहरू ट्युन गर्न र कुञ्जी प्यारामिटरहरू बुझ्नको लागि उपयोगी छ।यस अध्ययनले थप एक बहु-स्तर Nth चरण ड्राइव प्रस्तुत गर्दछ जुन थप गतिशीलता बढाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।SMA-आधारित dipvalerate मांसपेशी एक्चुएटरहरूसँग एप्लिकेसनहरूको एक विस्तृत श्रृंखला छ, निर्माण स्वचालनबाट सटीक औषधि वितरण प्रणालीहरू।
जैविक प्रणालीहरू, जस्तै स्तनपायीहरूको मांसपेशी संरचना, धेरै सूक्ष्म actuators सक्रिय गर्न सक्छन्।स्तनधारी प्राणीहरूको विभिन्न मांसपेशी संरचनाहरू हुन्छन्, प्रत्येकले एक विशेष उद्देश्यको सेवा गर्दछ।यद्यपि, स्तनपायी मांसपेशी ऊतकको संरचनाको धेरै भागलाई दुई ठूला वर्गहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ।समानान्तर र कलम।ह्यामस्ट्रिङ र अन्य फ्लेक्सरहरूमा, नामले सुझाव दिए जस्तै, समानान्तर मांसपेशीमा केन्द्रीय टेन्डनसँग समानान्तर मांसपेशी फाइबरहरू हुन्छन्।मांसपेशी फाइबरको श्रृंखला लाइन अप र कार्यात्मक रूपमा तिनीहरूको वरिपरि संयोजी ऊतक द्वारा जोडिएको छ।यद्यपि यी मांसपेशीहरूमा ठूलो भ्रमण (प्रतिशत छोटो हुने) भनिन्छ, तिनीहरूको समग्र मांसपेशी बल धेरै सीमित छ।यसको विपरित, ट्राइसेप्स बाछोको मांसपेशी २ (पार्श्व ग्यास्ट्रोक्नेमियस (जीएल) 3, मेडियल ग्यास्ट्रोक्नेमियस (जीएम) 4 र सोलियस (एसओएल)) र एक्सटेन्सर फेमोरिस (क्वाड्रिसेप्स) 5,6 पेनेट मांसपेशी ऊतक प्रत्येक मांसपेशी 7 मा पाइन्छ।पिनेट संरचनामा, बिपेनेट मांसपेशीमा मांसपेशी फाइबरहरू केन्द्रीय टेन्डनको दुबै छेउमा तिरछा कोण (पिनेट कोण) मा उपस्थित हुन्छन्।Pennate ल्याटिन शब्द "penna" बाट आएको हो, जसको अर्थ "पेन" हो, र, अंजीरमा देखाइएको छ।1 मा प्वाँख जस्तो देखिन्छ।पेन्नेट मांसपेशिहरु को फाइबर छोटो र मांसपेशी को अनुदैर्ध्य अक्ष को कोण छ।पिनेट संरचनाको कारण, यी मांसपेशिहरु को समग्र गतिशीलता कम भएको छ, जसले छोटो प्रक्रिया को ट्रान्सभर्स र अनुदैर्ध्य घटकहरु लाई नेतृत्व गर्दछ।अर्कोतर्फ, यी मांसपेशीहरूको सक्रियताले शारीरिक क्रस-सेक्शनल क्षेत्र मापन गर्ने तरिकाको कारणले गर्दा उच्च समग्र मांसपेशी बल हुन्छ।तसर्थ, दिइएको क्रस-सेक्शनल क्षेत्रको लागि, पेननेट मांसपेशिहरु बलियो हुनेछ र समानान्तर फाइबर संग मांसपेशिहरु भन्दा उच्च बल उत्पन्न हुनेछ।व्यक्तिगत फाइबरहरू द्वारा उत्पन्न बलहरूले त्यो मांसपेशी ऊतकमा म्याक्रोस्कोपिक स्तरमा मांसपेशी बलहरू उत्पन्न गर्दछ।थप रूपमा, यसमा छिटो संकुचन, तन्य क्षति विरुद्ध सुरक्षा, कुशनिंग जस्ता अद्वितीय गुणहरू छन्।यसले फाइबर इनपुट र मांसपेशी शक्ति उत्पादन बीचको सम्बन्धलाई कार्यको मांसपेशी रेखाहरूसँग सम्बन्धित फाइबर व्यवस्थाको अद्वितीय विशेषताहरू र ज्यामितीय जटिलताको शोषण गरेर परिवर्तन गर्दछ।
बिमोडल मस्कुलर आर्किटेक्चरको सम्बन्धमा अवस्थित SMA-आधारित एक्चुएटर डिजाइनहरूको योजनाबद्ध रेखाचित्रहरू देखाइएको छ, उदाहरणका लागि (a), स्पर्श बलको अन्तरक्रियालाई प्रतिनिधित्व गर्ने जसमा SMA तारहरूद्वारा संचालित हात-आकारको उपकरण दुई-पाङ्ग्रे स्वायत्त मोबाइल रोबोटमा माउन्ट गरिएको छ।, (b) रोबोटिक ओर्बिटल प्रोस्थेसिस विरोधी रूपमा राखिएको SMA स्प्रिङ-लोडेड अर्बिटल प्रोस्थेसिस।कृत्रिम आँखाको स्थिति आँखाको ओकुलर मांसपेशीबाट संकेत द्वारा नियन्त्रित हुन्छ 11, (c) SMA actuators तिनीहरूको उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया र कम ब्यान्डविथको कारण पानीमुनि अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श हो।यस कन्फिगरेसनमा, SMA एक्चुएटरहरू माछाको चालको नक्कल गरेर तरंग गति सिर्जना गर्न प्रयोग गरिन्छ, (d) SMA एक्चुएटरहरू माइक्रो पाइप निरीक्षण रोबोट सिर्जना गर्न प्रयोग गरिन्छ जुन इन्च वर्म मोशन सिद्धान्त प्रयोग गर्न सक्छ, च्यानल 10 भित्र SMA तारहरूको आन्दोलनद्वारा नियन्त्रित, (e) संकुचनको दिशा देखाउँछ मांसपेशी फाइबरहरू र generuss generuss generuss मासुमा संकुचनको दिशा देखाउँदछ। पेन्नेट मांसपेशी संरचना मा मांसपेशी फाइबर को रूप मा व्यवस्थित।
एक्चुएटरहरू तिनीहरूको अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायराको कारणले मेकानिकल प्रणालीहरूको महत्त्वपूर्ण भाग बनेको छ।त्यसकारण, सानो, छिटो र अधिक कुशल ड्राइभहरूको आवश्यकता महत्वपूर्ण हुन्छ।तिनीहरूका फाइदाहरूको बावजुद, परम्परागत ड्राइभहरू महँगो र कायम राख्न समय-उपभोग साबित भएका छन्।हाइड्रोलिक र वायमेटिक एक्चुएटरहरू जटिल र महँगो हुन्छन् र पहिरन, स्नेहन समस्याहरू र कम्पोनेन्ट विफलताको अधीनमा हुन्छन्।मागको प्रतिक्रियामा, स्मार्ट सामग्रीहरूमा आधारित लागत-प्रभावी, साइजिङ-अप्टिमाइज्ड र उन्नत एक्चुएटरहरू विकास गर्नमा ध्यान केन्द्रित गरिएको छ।जारी अनुसन्धानले यो आवश्यकता पूरा गर्न आकार मेमोरी मिश्र (SMA) स्तरित एक्चुएटरहरू हेर्दैछ।पदानुक्रमिक एक्चुएटरहरू अद्वितीय छन् कि तिनीहरूले बढेको र विस्तारित कार्यक्षमता प्रदान गर्न ज्यामितीय रूपमा जटिल म्याक्रो स्केल उपप्रणालीहरूमा धेरै अलग एक्चुएटरहरू संयोजन गर्दछ।यस सन्दर्भमा, माथि वर्णन गरिएको मानव मांसपेशी ऊतकले यस्तो बहु-स्तरित कार्यको उत्कृष्ट बहुस्तरीय उदाहरण प्रदान गर्दछ।हालको अध्ययनले बिमोडल मांसपेशीहरूमा उपस्थित फाइबर अभिमुखीकरणहरूमा पङ्क्तिबद्ध धेरै व्यक्तिगत ड्राइभ तत्वहरू (SMA तारहरू) संग बहु-स्तर SMA ड्राइभको वर्णन गर्दछ, जसले समग्र ड्राइभ प्रदर्शन सुधार गर्दछ।
एक्ट्युएटरको मुख्य उद्देश्य विद्युतीय ऊर्जालाई रूपान्तरण गरेर बल र विस्थापन जस्ता मेकानिकल पावर आउटपुट उत्पन्न गर्नु हो।आकार मेमोरी मिश्रहरू "स्मार्ट" सामग्रीहरूको एक वर्ग हो जसले उच्च तापमानमा आफ्नो आकार पुनर्स्थापित गर्न सक्छ।उच्च भारहरू अन्तर्गत, SMA तारको तापक्रममा भएको वृद्धिले आकार रिकभरी निम्त्याउँछ, जसको परिणामस्वरूप विभिन्न प्रत्यक्ष बन्धन भएका स्मार्ट सामग्रीहरूको तुलनामा उच्च एक्युएशन ऊर्जा घनत्व हुन्छ।एकै समयमा, मेकानिकल भार अन्तर्गत, SMA भंगुर हुन्छ।निश्चित परिस्थितिहरूमा, चक्रीय भारले मेकानिकल ऊर्जालाई अवशोषित र रिलीज गर्न सक्छ, उल्टो हिस्टेरेटिक आकार परिवर्तनहरू प्रदर्शन गर्दछ।यी अद्वितीय गुणहरूले SMA लाई सेन्सरहरू, कम्पन ड्याम्पिङ र विशेष गरी एक्चुएटर १२ को लागि आदर्श बनाउँछ।यो दिमागमा, त्यहाँ SMA- आधारित ड्राइभहरूमा धेरै अनुसन्धान भएको छ।यो ध्यान दिनुपर्छ कि SMA-आधारित actuators विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि अनुवाद र रोटरी गति प्रदान गर्न डिजाइन गरिएको हो 13,14,15।यद्यपि केही रोटरी एक्चुएटरहरू विकसित गरिएका छन्, शोधकर्ताहरू विशेष गरी रैखिक एक्चुएटरहरूमा रुचि राख्छन्।यी रैखिक एक्चुएटरहरूलाई तीन प्रकारका एक्चुएटरहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: एक-आयामी, विस्थापन र भिन्नता एक्चुएटरहरू 16।सुरुमा, हाइब्रिड ड्राइभहरू SMA र अन्य परम्परागत ड्राइभहरूसँग संयोजनमा सिर्जना गरिएको थियो।SMA-आधारित हाइब्रिड रैखिक एक्चुएटरको एउटा उदाहरण भनेको लगभग 100 N को आउटपुट बल र महत्त्वपूर्ण विस्थापन17 प्रदान गर्न DC मोटरको साथ SMA तारको प्रयोग हो।
SMA मा आधारित ड्राइभहरूमा पहिलो विकासहरू मध्ये एक SMA समानांतर ड्राइभ थियो।धेरै SMA तारहरू प्रयोग गरेर, SMA-आधारित समानान्तर ड्राइभ सबै SMA18 तारहरूलाई समानान्तरमा राखेर ड्राइभको शक्ति क्षमता बढाउन डिजाइन गरिएको हो।एक्चुएटरहरूको समानान्तर जडानलाई थप पावर मात्र चाहँदैन, तर एकल तारको आउटपुट पावर पनि सीमित गर्दछ।SMA आधारित actuators को अर्को हानि तिनीहरूले हासिल गर्न सक्ने सीमित यात्रा हो।यस समस्याको समाधान गर्न, विस्थापन बढाउन र रैखिक गति प्राप्त गर्नको लागि एक विचलित लचिलो बीम भएको SMA केबल बीम सिर्जना गरिएको थियो, तर उच्च बलहरू उत्पन्न गरेनन्।आकार मेमोरी मिश्रहरूमा आधारित रोबोटका लागि नरम विरूपण योग्य संरचनाहरू र कपडाहरू मुख्य रूपमा प्रभाव प्रवर्द्धन २०,२१,२२ को लागि विकसित गरिएको छ।अनुप्रयोगहरूको लागि जहाँ उच्च गति आवश्यक छ, कम्प्याक्ट चालित पम्पहरू माइक्रोपम्प संचालित अनुप्रयोगहरूको लागि पातलो फिल्म SMAs प्रयोग गरेर रिपोर्ट गरिएको छ।पातलो फिल्म SMA झिल्ली को ड्राइभ आवृत्ति चालक को गति नियन्त्रण मा एक प्रमुख कारक हो।त्यसकारण, SMA रैखिक मोटरहरूमा SMA स्प्रिङ वा रड मोटरहरू भन्दा राम्रो गतिशील प्रतिक्रिया छ।सफ्ट रोबोटिक्स र ग्रिपिङ टेक्नोलोजी दुई अन्य अनुप्रयोगहरू हुन् जसले SMA- आधारित एक्चुएटरहरू प्रयोग गर्छन्।उदाहरण को लागी, 25 N स्पेस क्ल्याम्प मा प्रयोग गरिएको मानक एक्चुएटर प्रतिस्थापन गर्न, एक आकार मेमोरी मिश्र समानान्तर एक्चुएटर 24 को विकास गरिएको थियो।अर्को अवस्थामा, SMA सफ्ट एक्चुएटरलाई ३० N को अधिकतम तान्ने बल उत्पादन गर्न सक्षम एम्बेडेड म्याट्रिक्स भएको तारमा आधारित बनाइएको थियो। तिनीहरूको मेकानिकल गुणहरूको कारणले गर्दा, जैविक घटनाहरूको नक्कल गर्ने एक्चुएटरहरू उत्पादन गर्न पनि SMA प्रयोग गरिन्छ।एउटा यस्तो विकासले 12-सेल रोबोट समावेश गर्दछ जुन SMA को साथ एक गँड्यौला-जस्तो जीवको बायोमिमेटिक हो जुन आगोमा साइनसाइडल गति उत्पन्न गर्न 26,27 हो।
पहिले उल्लेख गरिएझैं, अवस्थित SMA-आधारित actuators बाट प्राप्त गर्न सकिने अधिकतम बलको सीमा छ।यस मुद्दालाई सम्बोधन गर्न, यो अध्ययनले बायोमिमेटिक बिमोडल मांसपेशी संरचना प्रस्तुत गर्दछ।आकार मेमोरी मिश्र धातु तार द्वारा संचालित।यसले एक वर्गीकरण प्रणाली प्रदान गर्दछ जुन धेरै आकार मेमोरी मिश्र धातु तारहरू समावेश गर्दछ।आज सम्म, साहित्यमा समान वास्तुकलाको साथ कुनै SMA- आधारित actuators रिपोर्ट गरिएको छैन।SMA मा आधारित यो अद्वितीय र उपन्यास प्रणाली बिमोडल मांसपेशी पङ्क्तिबद्धता को समयमा SMA को व्यवहार को अध्ययन गर्न को लागी विकसित गरिएको थियो।अवस्थित SMA-आधारित एक्चुएटरहरूको तुलनामा, यस अध्ययनको लक्ष्य सानो मात्रामा उल्लेखनीय रूपमा उच्च बलहरू उत्पन्न गर्न बायोमिमेटिक डिपभ्यालेरेट एक्चुएटर सिर्जना गर्नु थियो।HVAC निर्माण स्वचालन र नियन्त्रण प्रणालीहरूमा प्रयोग हुने परम्परागत स्टेपर मोटर चालित ड्राइभहरूको तुलनामा, प्रस्तावित SMA-आधारित बिमोडल ड्राइभ डिजाइनले ड्राइभ मेकानिजमको वजन 67% घटाउँछ।निम्नमा, सर्तहरू "मांसपेशी" र "ड्राइभ" एकान्तर रूपमा प्रयोग गरिन्छ।यस अध्ययनले यस्तो ड्राइभको मल्टिफिजिक्स सिमुलेशनको अनुसन्धान गर्दछ।त्यस्ता प्रणालीहरूको मेकानिकल व्यवहार प्रयोगात्मक र विश्लेषणात्मक विधिहरूद्वारा अध्ययन गरिएको छ।बल र तापमान वितरण 7 V को इनपुट भोल्टेजमा थप अनुसन्धान गरियो। पछि, मुख्य प्यारामिटरहरू र आउटपुट बल बीचको सम्बन्धलाई राम्रोसँग बुझ्नको लागि प्यारामेट्रिक विश्लेषण गरिएको थियो।अन्तमा, हाइरार्किकल एक्चुएटरहरूको परिकल्पना गरिएको छ र प्रोस्थेटिक अनुप्रयोगहरूको लागि गैर-चुम्बकीय एक्चुएटरहरूको लागि सम्भावित भविष्य क्षेत्रको रूपमा पदानुक्रमित स्तर प्रभावहरू प्रस्ताव गरिएको छ।माथि उल्लिखित अध्ययनहरूको नतिजा अनुसार, एकल-चरण वास्तुकलाको प्रयोगले रिपोर्ट गरिएको SMA-आधारित actuators भन्दा कम्तिमा चार देखि पाँच गुणा बढी बलहरू उत्पादन गर्दछ।थप रूपमा, बहु-स्तर बहु-स्तर ड्राइभ द्वारा उत्पन्न समान ड्राइभ बल परम्परागत SMA-आधारित ड्राइभहरू भन्दा दस गुणा बढी देखाइएको छ।अध्ययनले विभिन्न डिजाइनहरू र इनपुट चरहरू बीचको संवेदनशीलता विश्लेषण प्रयोग गरेर मुख्य प्यारामिटरहरू रिपोर्ट गर्दछ।SMA तारको प्रारम्भिक लम्बाइ (\(l_0\)), पिनेट कोण (\(\alpha\)) र प्रत्येक व्यक्तिगत स्ट्र्यान्डमा एकल स्ट्र्यान्ड (n) को संख्याले ड्राइभिङ फोर्सको परिमाणमा बलियो नकारात्मक प्रभाव पार्छ।शक्ति, जबकि इनपुट भोल्टेज (ऊर्जा) सकारात्मक सहसम्बन्धित भयो।
SMA तारले मिश्र धातुको निकल-टाइटेनियम (Ni-Ti) परिवारमा देखिने आकार मेमोरी प्रभाव (SME) प्रदर्शन गर्दछ।सामान्यतया, SMAs ले दुई तापक्रम निर्भर चरणहरू प्रदर्शन गर्दछ: कम तापक्रम चरण र उच्च तापक्रम चरण।विभिन्न क्रिस्टल संरचनाहरूको उपस्थितिको कारण दुवै चरणहरूमा अद्वितीय गुणहरू छन्।अस्टेनाइट चरण (उच्च तापक्रम चरण) मा रूपान्तरण तापमान भन्दा माथि अवस्थित, सामग्रीले उच्च शक्ति प्रदर्शन गर्दछ र लोड अन्तर्गत खराब रूपमा विकृत हुन्छ।मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील जस्तै व्यवहार गर्दछ, त्यसैले यो उच्च actuation दबाव सामना गर्न सक्षम छ।Ni-Ti मिश्र धातुहरूको यस गुणको फाइदा उठाउँदै, SMA तारहरूलाई एक्चुएटर बनाउनको लागि तिरछा गरिएको छ।उपयुक्त विश्लेषणात्मक मोडेलहरू विभिन्न प्यारामिटरहरू र विभिन्न ज्यामितिहरूको प्रभावमा SMA को थर्मल व्यवहारको आधारभूत मेकानिक्स बुझ्नको लागि विकसित गरिन्छ।प्रयोगात्मक र विश्लेषणात्मक परिणामहरू बीच राम्रो सम्झौता प्राप्त भयो।
SMA मा आधारित बिमोडल ड्राइभको कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न चित्र 9a मा देखाइएको प्रोटोटाइपमा प्रयोगात्मक अध्ययन गरिएको थियो।यी दुई गुणहरू, ड्राइभ (मांसपेशी बल) द्वारा उत्पन्न बल र SMA तार (SMA तापमान), प्रयोगात्मक रूपमा मापन गरियो।ड्राइभमा तारको सम्पूर्ण लम्बाइको साथ भोल्टेज भिन्नता बढ्दै जाँदा, जौल ताप प्रभावको कारण तारको तापक्रम बढ्छ।इनपुट भोल्टेज दुई 10-s चक्रहरूमा लागू गरिएको थियो (चित्र 2a, b मा रातो थोप्लाको रूपमा देखाइएको छ) प्रत्येक चक्रको बीचमा 15-सेकेन्ड शीतलन अवधिको साथ।अवरुद्ध बल एक piezoelectric तनाव गेज प्रयोग गरेर मापन गरिएको थियो, र SMA तार को तापमान वितरण एक वैज्ञानिक-ग्रेड उच्च-रिजोल्युशन LWIR क्यामेरा प्रयोग गरेर वास्तविक समयमा निगरानी गरिएको थियो (तालिका 2 मा प्रयोग गरिएको उपकरणका विशेषताहरू हेर्नुहोस्)।यसले देखाउँछ कि उच्च भोल्टेज चरणको समयमा, तारको तापक्रम मोनोटोनिक रूपमा बढ्छ, तर जब कुनै विद्युत प्रवाह हुँदैन, तारको तापक्रम घट्दै जान्छ।हालको प्रयोगात्मक सेटअपमा, SMA तारको तापक्रम कूलिङ चरणमा घटेको थियो, तर यो अझै पनि परिवेशको तापक्रमभन्दा माथि थियो।अंजीर मा।2e ले LWIR क्यामेराबाट लिइएको SMA तारमा तापक्रमको स्न्यापसट देखाउँछ।अर्कोतर्फ, अंजीरमा।2a ड्राइभ प्रणाली द्वारा उत्पन्न अवरुद्ध बल देखाउँछ।जब मांसपेशी बल वसन्तको पुनर्स्थापना बल भन्दा बढी हुन्छ, चित्र 9a मा देखाइएको चल पाखुरा, सार्न सुरु हुन्छ।एक्च्युएसन सुरु हुने बित्तिकै, गतिशील हात सेन्सरको सम्पर्कमा आउँछ, शरीर बल सिर्जना गर्दछ, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ।2c, d.जब अधिकतम तापक्रम \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) को नजिक हुन्छ, अधिकतम अवलोकन बल 105 N हुन्छ।
ग्राफले SMA तारको तापक्रमको प्रयोगात्मक नतिजा र SMA-आधारित बिमोडल एक्चुएटरले दुई चक्रहरूमा उत्पन्न गरेको बल देखाउँछ।इनपुट भोल्टेज प्रत्येक चक्रको बीचमा 15 सेकेन्ड कूल डाउन अवधिको साथ दुई 10 सेकेन्ड चक्रहरूमा (रातो थोप्लाहरूको रूपमा देखाइएको) मा लागू गरिन्छ।प्रयोगहरूका लागि प्रयोग गरिएको SMA तार Dynalloy, Inc. बाट 0.51 मिमी व्यासको Flexinol तार थियो। (a) ग्राफले दुई चक्रहरूमा प्राप्त गरेको प्रयोगात्मक बल देखाउँछ, (c, d) PACEline CFT/5kN piezographs अधिकतम तापमानमा SMA एक्चुएटरहरू चल्ने कार्यको दुईवटा स्वतन्त्र उदाहरणहरू देखाउँछ, SMA अधिकतम तापमान समय दुई चक्र, (e) ले FLIR ResearchIR सफ्टवेयर LWIR क्यामेरा प्रयोग गरेर SMA तारबाट लिइएको तापमान स्न्यापसट देखाउँछ।प्रयोगहरूमा ध्यानमा राखिएका ज्यामितीय मापदण्डहरू तालिकामा दिइएको छ।एउटा।
गणितीय मोडेलको सिमुलेशन नतिजाहरू र प्रयोगात्मक नतिजाहरूलाई 7V को इनपुट भोल्टेजको अवस्था अन्तर्गत तुलना गरिन्छ, जस्तै चित्र.5 मा देखाइएको छ।प्यारामेट्रिक विश्लेषणको नतिजा अनुसार र SMA तारको ओभरहेटिंगको सम्भावनाबाट बच्नको लागि, एक्ट्युएटरमा 11.2 W को शक्ति प्रदान गरिएको थियो।एक प्रोग्रामेबल DC पावर सप्लाई 7V लाई इनपुट भोल्टेजको रूपमा आपूर्ति गर्न प्रयोग गरिएको थियो, र 1.6A को करन्ट तारमा मापन गरिएको थियो।ड्राइभले उत्पन्न गरेको बल र SDR को तापक्रम बढ्छ जब करेन्ट लागू हुन्छ।7V को इनपुट भोल्टेजको साथ, सिमुलेशन परिणामहरू र पहिलो चक्रको प्रयोगात्मक परिणामहरूबाट प्राप्त अधिकतम आउटपुट बल क्रमशः 78 N र 96 N हो।दोस्रो चक्रमा, सिमुलेशन र प्रयोगात्मक परिणामहरूको अधिकतम आउटपुट बल क्रमशः 150 N र 105 N थियो।अवरोध बल मापन र प्रयोगात्मक डेटा बीचको भिन्नता अवरोध बल मापन गर्न प्रयोग गरिएको विधिको कारण हुन सक्छ।प्रयोगात्मक परिणामहरू चित्रमा देखाइएको छ।5a लकिङ बलको मापनसँग मेल खान्छ, जुन ड्राइभ शाफ्ट PACEline CFT/5kN piezoelectric बल ट्रान्सड्यूसरसँग सम्पर्कमा हुँदा मापन गरिएको थियो, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ।२ सेकेन्ड।त्यसकारण, जब ड्राइभ शाफ्ट कूलिङ जोनको सुरुमा फोर्स सेन्सरसँग सम्पर्कमा हुँदैन, फोर्स तुरुन्तै शून्य हुन्छ, जस्तै चित्र 2d मा देखाइएको छ।थप रूपमा, पछिको चक्रहरूमा बलको गठनलाई असर गर्ने अन्य प्यारामिटरहरू शीतलन समयको मानहरू र अघिल्लो चक्रमा संवहनी गर्मी स्थानान्तरणको गुणांक हुन्।अंजीरबाट।2b, यो देख्न सकिन्छ कि 15 सेकेन्डको चिसो अवधि पछि, SMA तार कोठाको तापक्रममा पुगेन र त्यसैले दोस्रो ड्राइभिङ चक्रमा उच्च प्रारम्भिक तापमान (\(40\,^{\circ}\hbox {C}\)) पहिलो चक्रको तुलनामा (\(25\, ^{\circ}\hbox}) थियो।यसरी, पहिलो चक्रको तुलनामा, दोस्रो तताउने चक्रको समयमा SMA तारको तापक्रम प्रारम्भिक अस्टेनाइट तापक्रम (\(A_s\)) पहिले पुग्छ र लामो समयसम्म संक्रमण अवधिमा रहन्छ, जसले गर्दा तनाव र बल उत्पन्न हुन्छ।अर्कोतर्फ, प्रयोगहरू र सिमुलेशनहरूबाट प्राप्त तापक्रम र शीतलन चक्रहरूमा तापक्रम वितरणमा थर्मोग्राफिक विश्लेषणका उदाहरणहरूसँग उच्च गुणात्मक समानता हुन्छ।प्रयोगहरू र सिमुलेशनहरूबाट SMA तार थर्मल डेटाको तुलनात्मक विश्लेषणले ताप र शीतलन चक्रहरूमा र प्रयोगात्मक डेटाको लागि स्वीकार्य सहिष्णुता भित्र स्थिरता देखायो।पहिलो चक्रको सिमुलेशन र प्रयोगहरूको नतिजाबाट प्राप्त भएको SMA तारको अधिकतम तापक्रम \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) र \(75\,^{\circ }\hbox { C }\, क्रमशः ) हो, र दोस्रो चक्रमा SMA तारको अधिकतम तापक्रम \\\{4} C^} र SMA तारको अधिकतम तापक्रम \\\{4}C हो। ३\,^{\circ}\ hbox {C}\)।मौलिक रूपमा विकसित मोडेलले आकार मेमोरी प्रभावको प्रभाव पुष्टि गर्दछ।यस समीक्षामा थकान र ओभरहेटिंगको भूमिकालाई विचार गरिएन।भविष्यमा, SMA तारको तनाव इतिहास समावेश गर्न मोडेललाई सुधार गरिनेछ, यसलाई इन्जिनियरिङ अनुप्रयोगहरूका लागि थप उपयुक्त बनाइनेछ।सिमुलिंक ब्लकबाट प्राप्त ड्राइभ आउटपुट बल र SMA तापमान प्लटहरू 7 V को इनपुट भोल्टेज पल्सको अवस्था अन्तर्गत प्रयोगात्मक डेटाको स्वीकार्य सहनशीलता भित्र छन्। यसले विकसित गणितीय मोडेलको शुद्धता र विश्वसनीयता पुष्टि गर्दछ।
गणितीय मोडेल MathWorks Simulink R2020b वातावरणमा विधिहरू खण्डमा वर्णन गरिएका आधारभूत समीकरणहरू प्रयोग गरी विकसित गरिएको थियो।अंजीर मा।3b ले Simulink गणित मोडेलको ब्लक रेखाचित्र देखाउँछ।चित्र 2a, b मा देखाइए अनुसार मोडेल 7V इनपुट भोल्टेज पल्सको लागि सिमुलेट गरिएको थियो।सिमुलेशनमा प्रयोग गरिएका प्यारामिटरहरूको मानहरू तालिका 1 मा सूचीबद्ध छन्। क्षणिक प्रक्रियाहरूको सिमुलेशनका नतिजाहरू चित्र 1 र 1 मा प्रस्तुत गरिएका छन्। चित्रहरू 3a र 4। चित्रमा।4a,b ले SMA तारमा प्रेरित भोल्टेज र समयको प्रकार्यको रूपमा एक्चुएटरले उत्पन्न गरेको बल देखाउँछ। रिभर्स ट्रान्सफर्मेसन (हिटिंग) को समयमा, जब SMA तार तापमान, \(T < A_s^{\prime}\) (तनाव-परिमार्जित अस्टेनाइट चरण सुरु तापक्रम), मार्टेन्साइट भोल्युम अंश (\(\dot{\xi }\)) को परिवर्तन दर शून्य हुनेछ। रिभर्स ट्रान्सफर्मेसन (हिटिंग) को समयमा, जब SMA तारको तापमान, \(T < A_s^{\prime}\) (तनाव-परिमार्जित अस्टेनाइट चरण सुरु तापक्रम), मार्टेन्साइट भोल्युम अंश (\(\dot{\ xi }\)) को परिवर्तन दर शून्य हुनेछ। Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (температура начала аустенитура начала аустенитура начала аустенитура проволоки SMA, ением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\ xi }\)) будет равно нулю। उल्टो रूपान्तरण (ताताउने) को समयमा, जब SMA तारको तापक्रम, \(T < A_s^{\prime}\) (तनाव-परिमार्जित अस्टेनाइट सुरु हुने तापमान), मार्टेन्साइट भोल्युम अंश (\(\dot{\ xi }\ )) को परिवर्तनको दर शून्य हुनेछ।在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T < A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体狗修正奥氏体狗正奥氏体狸鸭体积分数的变化率（\(\dot{\ xi }\)) 将为零।在 反向 转变 （加热） 中, 当 当 当 线 温度 \ (t
(a) SMA-आधारित divalerate actuator मा तापमान वितरण र तनाव-प्रेरित जंक्शन तापमान देखाउने सिमुलेशन परिणाम।जब तारको तापक्रमले तताउने चरणमा अस्टेनाइट ट्रान्जिसन तापमान पार गर्छ, परिमार्जित अस्टेनाइट ट्रान्जिसन तापमान बढ्न थाल्छ, र त्यसैगरी, जब तार रडको तापक्रमले चिसो चरणमा मार्टेन्सिटिक ट्रान्जिसन तापमान पार गर्दछ, मार्टेन्सिटिक ट्रान्जिसन तापमान घट्छ।एक्ट्युएशन प्रक्रियाको विश्लेषणात्मक मोडेलिङको लागि SMA।(सिमुलिंक मोडेलको प्रत्येक उपप्रणालीको विस्तृत दृश्यको लागि, पूरक फाइलको परिशिष्ट खण्ड हेर्नुहोस्।)
बिभिन्न प्यारामिटर वितरणका लागि विश्लेषणको नतिजाहरू 7V इनपुट भोल्टेजको दुई चक्रका लागि देखाइन्छ (10 सेकेन्ड वार्म अप साइकल र 15 सेकेन्ड कूल डाउन चक्र)।जबकि (ac) र (e) ले समयको साथ वितरण चित्रण गर्दछ, अर्कोतर्फ, (d) र (f) तापमान संग वितरण को चित्रण गर्दछ।सम्बन्धित इनपुट अवस्थाहरूको लागि, अधिकतम अवलोकन गरिएको तनाव 106 MPa (345 MPa भन्दा कम, तार उपज बल), बल 150 N हो, अधिकतम विस्थापन 270 µm हो, र न्यूनतम मार्टेन्सिटिक भोल्युम अंश 0.91 हो।अर्कोतर्फ, तनावमा परिवर्तन र तापमानको साथ मार्टेन्साइटको भोल्युम अंशमा परिवर्तन हिस्टेरेसिस विशेषताहरू जस्तै हो।
एउटै व्याख्या अस्टेनाइट चरणबाट मार्टेन्साइट चरणमा प्रत्यक्ष रूपान्तरण (कूलिंग) मा लागू हुन्छ, जहाँ SMA तार तापमान (T) र तनाव-परिमार्जित मार्टेन्साइट चरण (\(M_f^{\prime}\ )) उत्कृष्ट छ।अंजीर मा।4d,f ले प्रेरित तनाव (\(\sigma\)) र SMA तारमा मार्टेन्साइटको भोल्युम अंश (\(\xi\)) SMA तार (T) को तापक्रम परिवर्तनको कार्यको रूपमा दुवै ड्राइभिङ चक्रका लागि देखाउँछ।अंजीर मा।चित्र 3a इनपुट भोल्टेज पल्स मा निर्भर समय संग SMA तार को तापमान मा परिवर्तन देखाउँछ।चित्रबाट देख्न सकिन्छ, तारको तापक्रम शून्य भोल्टेजमा तातो स्रोत प्रदान गरेर र त्यसपछिको संवहनी शीतलन प्रदान गरेर निरन्तर बढिरहेको छ।तताउने क्रममा, मार्टेन्साइटको अस्टेनाइट चरणमा पुन: रूपान्तरण सुरु हुन्छ जब SMA तार तापमान (T) ले तनाव-सही अस्टेनाइट न्यूक्लिएशन तापमान (\(A_s^{\prime}\)) लाई पार गर्दछ।यस चरणमा, SMA तार संकुचित हुन्छ र एक्चुएटरले बल उत्पन्न गर्दछ।साथै चिसोको समयमा, जब SMA तार (T) को तापक्रमले तनाव-परिमार्जित मार्टेन्साइट चरण (\(M_s^{\prime}\)) को न्यूक्लिएशन तापक्रम पार गर्दछ, त्यहाँ अस्टेनाइट चरणबाट मार्टेन्साइट चरणमा सकारात्मक संक्रमण हुन्छ।ड्राइभ बल घट्छ।
SMA मा आधारित बिमोडल ड्राइभको मुख्य गुणात्मक पक्षहरू सिमुलेशन परिणामहरूबाट प्राप्त गर्न सकिन्छ।भोल्टेज पल्स इनपुटको अवस्थामा, SMA तारको तापक्रम जूल ताप प्रभावको कारणले बढ्छ।मार्टेन्साइट भोल्युम अंश (\(\xi\)) को प्रारम्भिक मान १ मा सेट गरिएको छ, किनकि सामग्री सुरुमा पूर्ण रूपमा मार्टेन्सिटिक चरणमा छ।तार तातो हुन जारी राख्दा, SMA तारको तापक्रमले तनाव-सही अस्टेनाइट न्यूक्लिएशन तापमान \(A_s^{\prime}\) भन्दा बढी हुन्छ, परिणाम स्वरूप मार्टेन्साइट भोल्युम अंशमा कमी आउँछ, चित्र 4c मा देखाइए अनुसार।यसको अतिरिक्त, अंजीर मा।4e ले समय मा एक्चुएटर को स्ट्रोक को वितरण देखाउँछ, र अंजीर मा।5 - समय को एक प्रकार्य को रूप मा ड्राइविंग बल।समीकरणको एक सम्बन्धित प्रणालीमा तापक्रम, मार्टेन्साइट भोल्युम अंश, र तारमा विकास हुने तनाव, SMA तारको संकुचन र एक्चुएटरद्वारा उत्पन्न हुने बल समावेश हुन्छ।अंजीर मा देखाइएको छ।4d,f, तापमानको साथ भोल्टेज भिन्नता र तापमानको साथ मार्टेन्साइट भोल्युम अंश भिन्नता 7 V मा सिमुलेटेड केसमा SMA को हिस्टेरेसिस विशेषताहरूसँग मेल खान्छ।
ड्राइभिङ प्यारामिटरहरूको तुलना प्रयोग र विश्लेषणात्मक गणनाहरू मार्फत प्राप्त गरिएको थियो।तारहरूलाई 10 सेकेन्डको लागि 7 V को एक स्पंदित इनपुट भोल्टेजको अधीनमा राखिएको थियो, त्यसपछि दुई चक्रहरूमा 15 सेकेन्ड (कूलिंग चरण) को लागि चिसो गरियो।पिनेट कोण \(40^{\circ}\) मा सेट गरिएको छ र प्रत्येक एकल पिन खुट्टामा SMA तारको प्रारम्भिक लम्बाइ 83mm मा सेट गरिएको छ।(a) लोड सेलको साथ ड्राइभिङ फोर्स मापन गर्दै (b) थर्मल इन्फ्रारेड क्यामेराको साथ तार तापमान निगरानी।
ड्राइभ द्वारा उत्पादित बल मा भौतिक मापदण्डहरु को प्रभाव बुझ्न को लागी, चयन गरिएको भौतिक मापदण्डहरु को लागी गणितीय मोडेल को संवेदनशीलता को एक विश्लेषण गरिएको थियो, र मापदण्डहरु को प्रभाव को अनुसार क्रमबद्ध गरिएको थियो।पहिलो, मोडेल प्यारामिटरहरूको नमूना प्रयोगात्मक डिजाइन सिद्धान्तहरू प्रयोग गरी गरिएको थियो जसले एक समान वितरणलाई पछ्यायो (संवेदनशीलता विश्लेषणमा पूरक खण्ड हेर्नुहोस्)।यस अवस्थामा, मोडेल प्यारामिटरहरूले इनपुट भोल्टेज (\(V_{in}\)), प्रारम्भिक SMA तार लम्बाइ (\(l_0\)), त्रिकोण कोण (\(\alpha\)), पूर्वाग्रह स्प्रिङ कन्सटेन्ट (\( K_x\ )), संवहनी गर्मी स्थानान्तरण गुणांक (\(h_T\)) र मोडल शाखाहरूको संख्या समावेश गर्दछ।अर्को चरणमा, शिखर मांसपेशी बल अध्ययन डिजाइन आवश्यकता को रूप मा छनोट गरिएको थियो र शक्ति मा चर को प्रत्येक सेट को प्यारामेट्रिक प्रभाव प्राप्त गरियो।संवेदनशीलता विश्लेषणको लागि टोर्नाडो प्लटहरू चित्र 6a मा देखाइए अनुसार प्रत्येक प्यारामिटरको लागि सहसंबंध गुणांकबाट व्युत्पन्न गरिएको थियो।
(a) मोडेल प्यारामिटरहरूको सहसम्बन्ध गुणांक मानहरू र माथिका मोडेल प्यारामिटरहरूको 2500 अद्वितीय समूहहरूको अधिकतम आउटपुट बलमा तिनीहरूको प्रभाव टोर्नाडो प्लटमा देखाइएको छ।ग्राफले धेरै सूचकहरूको श्रेणी सम्बन्ध देखाउँछ।यो स्पष्ट छ कि \(V_{in}\) सकारात्मक सहसम्बन्ध भएको एक मात्र प्यारामिटर हो, र \(l_0\) उच्चतम नकारात्मक सहसम्बन्ध भएको प्यारामिटर हो।शिखर मांसपेशी बल मा विभिन्न संयोजन मा विभिन्न प्यारामिटर को प्रभाव (b, c) मा देखाइएको छ।\(K_x\) 400 देखि 800 N/m सम्म र n दायरा 4 देखि 24 सम्म। भोल्टेज (\(V_{in}\)) 4V बाट 10V मा परिवर्तन भयो, तारको लम्बाइ (\(l_{0 } \)) 40 देखि 100 mm सम्म परिवर्तन भयो, र पुच्छर \ 0 बाट (\0 varied angle (\2 ^ ^) \\ varied ^ (\0 ) \circ }\)।
अंजीर मा।6a ले पीक ड्राइभ फोर्स डिजाइन आवश्यकताहरूको साथ प्रत्येक प्यारामिटरको लागि विभिन्न सहसम्बन्ध गुणांकहरूको टोर्नाडो प्लट देखाउँछ।अंजीरबाट।6a यो देख्न सकिन्छ कि भोल्टेज प्यारामिटर (\(V_{in}\)) अधिकतम आउटपुट बलसँग प्रत्यक्ष रूपमा सम्बन्धित छ, र संवहनात्मक ताप स्थानान्तरण गुणांक (\(h_T\)), ज्वाला कोण (\ (\alpha\)), विस्थापन वसन्त स्थिर (\(K_x\)) को सुरुवाती लम्बाइ (W_l आउटपुट) को ऋणात्मक रूपमा सहसंबद्ध छ। , र unimodal शाखाहरूको संख्या (n) ले बलियो विपरीत सहसंबंध देखाउँछ प्रत्यक्ष सम्बन्धको अवस्थामा भोल्टेज सहसम्बन्ध गुणांकको उच्च मानको अवस्थामा (\(V_ {in}\)) ले यो प्यारामिटरले पावर आउटपुटमा सबैभन्दा ठूलो प्रभाव पार्छ भन्ने संकेत गर्छ।अर्को समान विश्लेषणले चित्र 6b, c मा देखाइए अनुसार दुई कम्प्युटेसनल स्पेसको विभिन्न संयोजनहरूमा विभिन्न प्यारामिटरहरूको प्रभावको मूल्याङ्कन गरेर शिखर बल नाप्छ।\(V_{in}\) र \(l_0\), \(\alpha\) र \(l_0\) सँग समान ढाँचाहरू छन्, र ग्राफले देखाउँछ कि \(V_{in}\) र \(\alpha\) र \(\alpha\) समान ढाँचाहरू छन्।\(l_0\) को साना मानहरूले उच्च शिखर बलहरूमा परिणाम दिन्छ।अन्य दुई प्लटहरू चित्र 6a सँग मिल्दोजुल्दो छन्, जहाँ n र \(K_x\) नकारात्मक रूपमा सहसम्बन्धित छन् र \(V_{in}\) सकारात्मक रूपमा सहसम्बन्धित छन्।यस विश्लेषणले प्रभावकारी मापदण्डहरू परिभाषित गर्न र समायोजन गर्न मद्दत गर्दछ जसद्वारा ड्राइभ प्रणालीको आउटपुट बल, स्ट्रोक र दक्षता आवश्यकताहरू र अनुप्रयोगहरूमा अनुकूलित गर्न सकिन्छ।
हालको अनुसन्धान कार्यले N स्तरहरूको साथ पदानुक्रमित ड्राइभहरू परिचय र अनुसन्धान गर्दछ।दुई-स्तरको पदानुक्रममा, चित्र 7a मा देखाइए अनुसार, जहाँ पहिलो स्तरको एक्चुएटरको प्रत्येक SMA तारको सट्टा, एक बिमोडल व्यवस्था प्राप्त हुन्छ, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ।9e।अंजीर मा।7c ले SMA तार कसरी चल्ने हात (सहायक हात) वरिपरि घाउ भएको देखाउँछ जुन अनुदैर्ध्य दिशामा मात्र सर्छ।जे होस्, प्राथमिक चल हात पहिलो चरणको बहु-चरण एक्चुएटरको चल हात जस्तै चलिरहन्छ।सामान्यतया, पहिलो चरणको ड्राइभको साथ \(N-1\) चरण SMA तार प्रतिस्थापन गरेर N-स्टेज ड्राइभ सिर्जना गरिन्छ।नतिजाको रूपमा, प्रत्येक शाखाले पहिलो चरणको ड्राइभको नक्कल गर्दछ, शाखाको अपवाद बाहेक जसले तार आफैं समात्छ।यस तरिकाले, नेस्टेड संरचनाहरू गठन गर्न सकिन्छ जसले बलहरू सिर्जना गर्दछ जुन प्राथमिक ड्राइभहरूको बलहरू भन्दा धेरै गुणा बढी हुन्छ।यस अध्ययनमा, प्रत्येक तहको लागि, 1 मिटरको कुल प्रभावकारी SMA तार लम्बाइलाई ध्यानमा राखिएको थियो, जस्तै चित्र 7d मा तालिका ढाँचामा देखाइएको छ।प्रत्येक यूनिमोडल डिजाइनमा प्रत्येक तार मार्फत प्रवाह र प्रत्येक SMA तार खण्डमा परिणामस्वरूप प्रिस्ट्रेस र भोल्टेज प्रत्येक स्तरमा समान छन्।हाम्रो विश्लेषणात्मक मोडेलको अनुसार, उत्पादन बल सकारात्मक रूपमा स्तरसँग सम्बन्धित छ, जबकि विस्थापन नकारात्मक रूपमा सहसंबद्ध छ।एकै समयमा, त्यहाँ विस्थापन र मांसपेशी बल बीच व्यापार बन्द थियो।अंजीर मा देखिए जस्तै।7b, जब अधिकतम बल तहहरूको सबैभन्दा ठूलो संख्यामा प्राप्त हुन्छ, सबैभन्दा ठूलो विस्थापन सबैभन्दा तल्लो तहमा अवलोकन गरिन्छ।जब पदानुक्रम स्तर \(N=5\) मा सेट गरिएको थियो, 2.58 kN को शिखर मांसपेशी बल 2 अवलोकन स्ट्रोक \(\upmu\)m संग फेला पर्यो।अर्कोतर्फ, पहिलो चरणको ड्राइभले 277 \(\upmu\)m को स्ट्रोकमा 150 N को बल उत्पन्न गर्छ।बहु-स्तर एक्चुएटरहरू वास्तविक जैविक मांसपेशिहरु को नक्कल गर्न सक्षम छन्, जहाँ आकार मेमोरी मिश्र मा आधारित कृत्रिम मांसपेशिहरु सटीक र राम्रो आन्दोलनहरु संग उल्लेखनीय उच्च बलहरु उत्पन्न गर्न सक्षम छन्।यस लघु डिजाइनको सीमितताहरू यो हो कि पदानुक्रम बढ्दै जाँदा, आन्दोलन धेरै कम हुन्छ र ड्राइभ निर्माण प्रक्रियाको जटिलता बढ्छ।
(a) दुई-चरण (\(N=2\)) स्तरित आकार मेमोरी मिश्र धातु रैखिक एक्चुएटर प्रणाली बिमोडल कन्फिगरेसनमा देखाइएको छ।प्रस्तावित मोडेल पहिलो चरणको स्तरित एक्चुएटरमा SMA तारलाई अर्को एकल चरण स्तरित एक्चुएटरसँग प्रतिस्थापन गरेर प्राप्त गरिन्छ।(c) दोस्रो चरणको मल्टिलेयर एक्ट्युएटरको विकृत कन्फिगरेसन।(b) तहको संख्यामा आधारित बल र विस्थापनको वितरण वर्णन गरिएको छ।यो फेला परेको छ कि एक्चुएटरको शिखर बल ग्राफमा स्केल स्तरसँग सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित छ, जबकि स्ट्रोक नकारात्मक रूपमा स्केल स्तरसँग सम्बन्धित छ।प्रत्येक तारमा वर्तमान र पूर्व भोल्टेज सबै स्तरहरूमा स्थिर रहन्छ।(d) तालिकाले प्रत्येक तहमा ट्यापहरूको संख्या र SMA तार (फाइबर) को लम्बाइ देखाउँछ।तारहरूको विशेषताहरू अनुक्रमणिका 1 द्वारा संकेत गरिएको छ, र माध्यमिक शाखाहरूको संख्या (एउटा प्राथमिक खुट्टामा जडान गरिएको) सबस्क्रिप्टमा सबैभन्दा ठूलो संख्याद्वारा संकेत गरिएको छ।उदाहरणका लागि, स्तर ५ मा, \(n_1\) ले प्रत्येक बिमोडल संरचनामा उपस्थित SMA तारहरूको सङ्ख्यालाई जनाउँछ, र \(n_5\) ले सहायक खुट्टाहरूको सङ्ख्यालाई जनाउँछ (एउटा मुख्य खुट्टासँग जोडिएको)।
धेरै शोधकर्ताहरूले आकार मेमोरीको साथ SMAs को व्यवहारलाई मोडेल गर्न विभिन्न विधिहरू प्रस्ताव गरेका छन्, जुन चरण संक्रमणसँग सम्बन्धित क्रिस्टल संरचनामा म्याक्रोस्कोपिक परिवर्तनहरूको साथमा थर्मोमेकानिकल गुणहरूमा निर्भर हुन्छ।संवैधानिक विधिहरूको निर्माण स्वाभाविक रूपमा जटिल छ।सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने phenomenological मोडेल Tanaka28 द्वारा प्रस्ताव गरिएको छ र व्यापक रूपमा ईन्जिनियरिङ् अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।Tanaka [28] द्वारा प्रस्तावित phenomenological मोडेल मार्टेन्साइट को भोल्युम अंश तापमान र तनाव को एक घातीय कार्य हो मान्छ।पछि, Liang र Rogers29 र Brinson30 ले एउटा मोडेल प्रस्ताव गरे जसमा फेज ट्रान्जिसन डाइनामिक्सलाई मोडेलमा थोरै परिमार्जनसहित भोल्टेज र तापमानको कोसाइन प्रकार्य मानिएको थियो।बेकर र ब्रिन्सनले स्वेच्छाचारी लोडिङ सर्तहरू र आंशिक ट्रान्जिसनहरू अन्तर्गत SMA सामग्रीहरूको व्यवहारलाई मोडेल गर्न चरण रेखाचित्र आधारित काइनेटिक मोडेल प्रस्ताव गरे।इलाहिनिया र अहमदियान३३ द्वारा विकसित स्वतन्त्रता हेरफेरको एकल डिग्री सिमुलेट गर्न ब्यानर्जी ३२ ले बेकर र ब्रिन्सन ३१ फेज डायनामिक्स विधि प्रयोग गर्दछ।चरण रेखाचित्रहरूमा आधारित काइनेटिक विधिहरू, जसले तापमानको साथ भोल्टेजमा ननमोनोटोनिक परिवर्तनलाई ध्यानमा राख्छ, इन्जिनियरिङ अनुप्रयोगहरूमा कार्यान्वयन गर्न गाह्रो हुन्छ।एलाखिनिया र अहमदियनले अवस्थित घटनात्मक मोडेलहरूको यी कमजोरीहरूमा ध्यान खिचेका छन् र कुनै पनि जटिल लोडिंग अवस्थाहरूमा आकार मेमोरी व्यवहारको विश्लेषण र परिभाषित गर्न विस्तारित घटनात्मक मोडेल प्रस्ताव गर्छन्।
SMA तारको संरचनात्मक मोडेलले SMA तारको तनाव (\(\sigma\)), स्ट्रेन (\(\epsilon\)), तापमान (T), र मार्टेन्साइट भोल्युम अंश (\(\xi\)) दिन्छ।घटनात्मक संरचनात्मक मोडेल पहिलो पटक Tanaka28 द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो र पछि Liang29 र Brinson30 द्वारा अपनाईएको थियो।समीकरणको व्युत्पन्न फारम छ:
जहाँ E फेज निर्भर SMA यंगको मोड्युलस हो जुन \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) र \(E_A\) र \(E_M\) को प्रतिनिधित्व गर्ने यंगको मोड्युलस प्रयोग गरी प्राप्त गरिएको छ, क्रमशः austenitic र martensitic चरणहरू छन्, र thermal\t को प्रतिनिधित्व गर्दछ।चरण संक्रमण योगदान कारक \(\Omega = -E \epsilon _L\) र \(\epsilon _L\) SMA तारमा अधिकतम पुन: प्राप्ति योग्य तनाव हो।
चरण गतिशीलता समीकरण Liang29 द्वारा विकसित र पछि Tanaka28 द्वारा प्रस्तावित घातीय प्रकार्य को सट्टा Brinson30 द्वारा अपनाईएको कोसाइन प्रकार्य संग मेल खान्छ।चरण संक्रमण मोडेल Elakhinia र Ahmadian34 द्वारा प्रस्तावित मोडेलको विस्तार हो र Liang29 र Brinson30 द्वारा दिइएको चरण संक्रमण अवस्थाहरूमा आधारित परिमार्जन गरिएको हो।यस चरण संक्रमण मोडेलका लागि प्रयोग गरिएका सर्तहरू जटिल थर्मोमेकानिकल भारहरू अन्तर्गत मान्य छन्।समय को प्रत्येक क्षण मा, मार्टेन्साइट को भोल्युम अंश को मान गणना गरिन्छ जब संवैधानिक समीकरण मोडेल।
तताउने अवस्थाहरूमा मार्टेन्साइटको अस्टेनाइटमा रूपान्तरणद्वारा व्यक्त गरिएको गभर्निङ रिट्रान्सफर्मेसन समीकरण निम्नानुसार छ:
जहाँ \(\xi\) मार्टेन्साइटको भोल्युम अंश हो, \(\xi _M\) तताउनु अघि प्राप्त गरिएको मार्टेन्साइटको भोल्युम अंश हो, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ (\displaystyle b_A = -a_A/C_A\) र \(C_M_A) तापमान, T_MAx, तापमान \(C_A_A, C_Ax, तापमान s\) र \(A_f\) - austenite चरणको सुरु र अन्त्य, क्रमशः, तापमान।
प्रत्यक्ष रूपान्तरण नियन्त्रण समीकरण, कूलिंग अवस्थाहरूमा मार्टेन्साइटमा अस्टेनाइटको चरण रूपान्तरणद्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छ:
जहाँ \(\xi _A\) चिसो हुनु अघि प्राप्त गरिएको मार्टेन्साइटको भोल्युम अंश हो, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) र \ ( C_M \) – वक्र फिटिंग प्यारामिटरहरू, T – SMA wires फाइनल तापमान \ (SMA wires - M_ फाइनल र M_f) , क्रमशः।
समीकरण (3) र (4) विभेद गरिसकेपछि, व्युत्क्रम र प्रत्यक्ष रूपान्तरण समीकरणहरूलाई निम्न फारममा सरलीकृत गरिन्छ:
अगाडि र पछाडि रूपान्तरणको समयमा \(\eta _{\sigma}\) र \(\eta _{T}\) फरक मान लिन्छन्।\(\eta _{\sigma}\) र \(\eta _{T}\) सँग सम्बन्धित आधारभूत समीकरणहरू थप खण्डमा व्युत्पन्न र विस्तृत रूपमा छलफल गरिएको छ।
SMA तारको तापक्रम बढाउनको लागि आवश्यक थर्मल ऊर्जा जुल ताप प्रभावबाट आउँछ।SMA तार द्वारा अवशोषित वा रिलीज गरिएको थर्मल ऊर्जा रूपान्तरणको अव्यक्त ताप द्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ।SMA तारमा तातो हानि जबरजस्ती संवहनको कारणले हुन्छ, र विकिरणको नगण्य प्रभावलाई दिईएको ताप ऊर्जा सन्तुलन समीकरण निम्नानुसार छ:
जहाँ \(m_{wire}\) SMA तारको कुल पिण्ड हो, \(c_{p}\) SMA को विशिष्ट ताप क्षमता हो, \(V_{in}\) तारमा लागू हुने भोल्टेज हो, \(R_{ohm} \ ) – चरण-निर्भर प्रतिरोध SMA, को रूपमा परिभाषित गरिएको छ;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) जहाँ \(r_M\ ) र \(r_A\) क्रमशः मार्टेन्साइट र अस्टेनाइटमा SMA चरण प्रतिरोधात्मकता हो, \(A_{c}\) \(A_{c}\) \\\D MA को सतहको क्षेत्रफल हो।तारको संक्रमणको सुप्त ताप, T र \(T_{\infty}\) क्रमशः SMA तार र वातावरणको तापक्रम हो।
जब आकार मेमोरी मिश्रित तार सक्रिय हुन्छ, तार कम्प्रेस हुन्छ, बिमोडल डिजाइनको प्रत्येक शाखामा एक बल सिर्जना गर्दछ जसलाई फाइबर बल भनिन्छ।SMA तारको प्रत्येक स्ट्र्यान्डमा रहेका फाइबरहरूको बलहरूले एकसाथ सक्रिय हुनको लागि मांसपेशी बल सिर्जना गर्दछ, जस्तै चित्र 9e मा देखाइएको छ।एक पक्षपातपूर्ण वसन्तको उपस्थितिको कारण, Nth multilayer actuator को कुल मांसपेशी बल हो:
प्रतिस्थापन \(N = 1\) लाई समीकरण (7) मा, पहिलो चरणको बिमोडल ड्राइभ प्रोटोटाइपको मांसपेशी बल निम्नानुसार प्राप्त गर्न सकिन्छ:
जहाँ n यूनिमोडल खुट्टाहरूको संख्या हो, \(F_m\) ड्राइभद्वारा उत्पन्न मांसपेशी बल हो, \(F_f\) SMA तारमा फाइबर बल हो, \(K_x\) पूर्वाग्रह कठोरता हो।spring, \(\alpha\) त्रिकोणको कोण हो, \(x_0\) SMA केबललाई प्रि-टेन्सन स्थितिमा समात्न पूर्वाग्रह वसन्तको प्रारम्भिक अफसेट हो, र \(\Delta x\) एक्चुएटर यात्रा हो।
Nth चरणको SMA तारमा भोल्टेज (\(\sigma\)) र स्ट्रेन (\(\epsilon\)) को आधारमा ड्राइभ (\(\Delta x\)) को कुल विस्थापन वा आन्दोलन, ड्राइभलाई सेट गरिएको छ (चित्र हेर्नुहोस्। आउटपुटको अतिरिक्त भाग):
किनेमेटिक समीकरणहरूले ड्राइभ विरूपण (\(\epsilon\)) र विस्थापन वा विस्थापन (\(\Delta x\)) बीचको सम्बन्ध दिन्छ।प्रारम्भिक Arb तार लम्बाइ (\(l_0\)) र तार लम्बाइ (l) को एक प्रकार्यको रूपमा Arb तारको विरूपण कुनै पनि समयमा एक युनिमोडल शाखामा निम्नानुसार छ:
जहाँ \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) कोसाइन सूत्र लागू गरेर प्राप्त गरिन्छ, चित्र 8 मा देखाइए अनुसार, \(\Delta\)ABB' मा देखाइएको छ। पहिलो चरणको ड्राइभ (\N\D\1) \N\\1 (\N\1) = पहिलो चरणको ड्राइभको लागि। ta x\), र \(\alpha _1\) \(\alpha \) हो चित्र 8 मा देखाइए अनुसार, समीकरण (11) बाट समय फरक गरेर र l को मान प्रतिस्थापन गरेर, स्ट्रेन रेट यसरी लेख्न सकिन्छ:
जहाँ \(l_0\) SMA तारको प्रारम्भिक लम्बाइ हो, l कुनै पनि समयको तारको लम्बाइ हो t एक युनिमोडल शाखामा, \(\epsilon\) SMA तारमा विकसित भएको विकृति हो, र \(\alpha \) त्रिकोणको कोण हो, \(\Delta x\) Figure (8 को रूपमा देखाइएको) ड्राइभ हो।
सबै n सिंगल-पीक संरचनाहरू (\(n=6\) यस चित्रमा) इनपुट भोल्टेजको रूपमा \(V_{in}\) सँग श्रृंखलामा जोडिएका छन्।स्टेज I: शून्य भोल्टेज अवस्था अन्तर्गत बिमोडल कन्फिगरेसनमा SMA तारको योजनाबद्ध रेखाचित्र चरण II: रातो रेखाद्वारा देखाइए अनुसार, उल्टो रूपान्तरणको कारण SMA तार कम्प्रेस भएको ठाउँमा नियन्त्रित संरचना देखाइएको छ।
अवधारणाको प्रमाणको रूपमा, प्रयोगात्मक परिणामहरूको साथ अन्तर्निहित समीकरणहरूको सिमुलेटेड व्युत्पन्न परीक्षण गर्न एसएमए-आधारित बिमोडल ड्राइभ विकसित गरिएको थियो।बिमोडल रैखिक एक्चुएटरको CAD मोडेल चित्रमा देखाइएको छ।९ क।अर्कोतर्फ, अंजीरमा।9c ले बिमोडल संरचनाको साथ दुई-प्लेन SMA-आधारित एक्चुएटर प्रयोग गरेर रोटेशनल प्रिज्म्याटिक जडानको लागि प्रस्तावित नयाँ डिजाइन देखाउँछ।ड्राइभ कम्पोनेन्टहरू अल्टिमेकर 3 विस्तारित 3D प्रिन्टरमा additive निर्माण प्रयोग गरेर बनाइएको थियो।कम्पोनेन्टको थ्रीडी प्रिन्टिङका लागि प्रयोग गरिने सामग्री पोली कार्बोनेट हो जुन तातो प्रतिरोधी सामग्रीका लागि उपयुक्त हुन्छ किनभने यो बलियो, टिकाउ र उच्च गिलास संक्रमण तापमान (110-113 \(^{\circ }\) C) हुन्छ।थप रूपमा, Dynalloy, Inc. Flexinol आकार मेमोरी मिश्र धातुको तार प्रयोगहरूमा प्रयोग गरियो, र Flexinol तारसँग सम्बन्धित सामग्री गुणहरू सिमुलेशनहरूमा प्रयोग गरियो।चित्र 9b, d मा देखाइएझैं बहु-स्तर एक्चुएटरहरूद्वारा उत्पादित उच्च बलहरू प्राप्त गर्न मांसपेशीहरूको बिमोडल व्यवस्थामा उपस्थित फाइबरको रूपमा बहु SMA तारहरूलाई व्यवस्थित गरिन्छ।
चित्र 9a मा देखाइए अनुसार, चल आर्म SMA तारले बनेको तीव्र कोणलाई कोण (\(\alpha\)) भनिन्छ।टर्मिनल क्ल्याम्पहरू बाँया र दायाँ क्ल्याम्पहरूमा जोडिएको छ, SMA तार इच्छित बिमोडल कोणमा राखिएको छ।वसन्त कनेक्टरमा राखिएको पूर्वाग्रह वसन्त उपकरण SMA फाइबरहरूको संख्या (n) अनुसार विभिन्न पूर्वाग्रह वसन्त विस्तार समूहहरू समायोजन गर्न डिजाइन गरिएको हो।थप रूपमा, गतिशील भागहरूको स्थान डिजाइन गरिएको छ ताकि SMA तार जबरजस्ती संवहन कूलिंगको लागि बाह्य वातावरणमा उजागर हुन्छ।डिटेच गर्न मिल्ने एसेम्बलीको माथिल्लो र तल्लो प्लेटहरूले SMA तारलाई तौल घटाउन डिजाइन गरिएका एक्सट्रुडेड कटआउटहरूसँग चिसो राख्न मद्दत गर्छ।थप रूपमा, CMA तारको दुवै छेउलाई क्रमशः बायाँ र दायाँ टर्मिनलहरूमा क्रिम्पको माध्यमबाट फिक्स गरिएको छ।माथि र तल्लो प्लेटहरू बीच क्लियरेन्स कायम राख्न चल विधानसभाको एक छेउमा प्लन्जर जोडिएको छ।SMA तार सक्रिय हुँदा अवरुद्ध बल मापन गर्न सम्पर्क मार्फत सेन्सरमा अवरुद्ध बल लागू गर्न प्लन्जर पनि प्रयोग गरिन्छ।
बिमोडल मांसपेशी संरचना SMA विद्युतीय रूपमा श्रृंखलामा जडान गरिएको छ र इनपुट पल्स भोल्टेज द्वारा संचालित छ।भोल्टेज पल्स चक्रको समयमा, जब भोल्टेज लागू गरिन्छ र एसएमए तारलाई अस्टिनाइटको प्रारम्भिक तापमान भन्दा माथि तताइन्छ, प्रत्येक स्ट्र्यान्डमा तारको लम्बाइ छोटो हुन्छ।यो फिर्ता ले चल हात subassembly सक्रिय गर्दछ।जब भोल्टेज एउटै चक्रमा शून्य गरिएको थियो, तातो SMA तार मार्टेन्साइट सतहको तापक्रम भन्दा तल चिसो भयो, जसले गर्दा यसको मूल स्थितिमा फर्कियो।शून्य तनाव अवस्थाहरूमा, SMA तारलाई पहिले निष्क्रिय रूपमा पूर्वाग्रह वसन्तद्वारा फैलिएको मार्टेन्सिटिक राज्यमा पुग्नको लागि फैलिएको छ।स्क्रू, जसको माध्यमबाट SMA तार पास हुन्छ, SMA तारमा भोल्टेज पल्स लागू गरेर सिर्जना गरिएको कम्प्रेसनको कारण सर्छ (SPA austenite चरणमा पुग्छ), जसले चल लिभरको कार्यमा जान्छ।जब SMA तार फिर्ता लिइन्छ, पूर्वाग्रह स्प्रिङले वसन्तलाई थप विस्तार गरेर एक विरोधी बल सिर्जना गर्दछ।जब आवेग भोल्टेजमा तनाव शून्य हुन्छ, SMA तार लामो हुन्छ र जबरजस्ती संवहन कूलिंगको कारणले यसको आकार परिवर्तन गर्दछ, डबल मार्टेन्सिटिक चरणमा पुग्छ।
प्रस्तावित SMA-आधारित रैखिक एक्चुएटर प्रणालीमा बिमोडल कन्फिगरेसन छ जसमा SMA तारहरू कोण हुन्छन्।(a) प्रोटोटाइपको CAD मोडेल चित्रण गर्दछ, जसले प्रोटोटाइपका लागि केही कम्पोनेन्टहरू र तिनीहरूको अर्थहरू उल्लेख गर्दछ, (b, d) विकसित प्रयोगात्मक प्रोटोटाइप 35 को प्रतिनिधित्व गर्दछ।जबकि (b) बिजुली जडानहरू र पूर्वाग्रह स्प्रिंगहरू र प्रयोग गरिएको स्ट्रेन गेजहरूको साथ प्रोटोटाइपको शीर्ष दृश्य देखाउँदछ, (d) सेटअपको परिप्रेक्ष्य दृश्य देखाउँदछ।(e) फाइबर र मांसपेशी बल को दिशा र पाठ्यक्रम देखाउँदै, कुनै पनि समय t मा बिमोडली राखिएको SMA तारहरूको साथ रैखिक कार्य प्रणालीको रेखाचित्र।(c) एक 2-DOF रोटेशनल प्रिज्म्याटिक जडान दुई-प्लेन SMA-आधारित एक्चुएटर तैनाती गर्न प्रस्ताव गरिएको छ।देखाइए अनुसार, लिङ्कले तलको ड्राइभबाट माथिल्लो हातमा रैखिक गति प्रसारण गर्दछ, घुमाउने जडान सिर्जना गर्दछ।अर्कोतर्फ, प्रिज्मको जोडीको आन्दोलन मल्टिलेयर फर्स्ट स्टेज ड्राइभको आन्दोलन जस्तै हो।
SMA मा आधारित बिमोडल ड्राइभको कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न चित्र 9b मा देखाइएको प्रोटोटाइपमा प्रयोगात्मक अध्ययन गरिएको थियो।चित्र 10a मा देखाइए अनुसार, प्रयोगात्मक सेटअपले SMA तारहरूमा इनपुट भोल्टेज आपूर्ति गर्न प्रोग्रामेबल DC पावर सप्लाई समावेश गर्दछ।अंजीर मा देखाइएको छ।10b, एक पाइजोइलेक्ट्रिक स्ट्रेन गेज (PACEline CFT/5kN) लाई ग्राफटेक GL-2000 डाटा लगर प्रयोग गरेर अवरुद्ध बल मापन गर्न प्रयोग गरिएको थियो।डेटा थप अध्ययनको लागि होस्ट द्वारा रेकर्ड गरिएको छ।स्ट्रेन गेजहरू र चार्ज एम्पलीफायरहरूलाई भोल्टेज संकेत उत्पादन गर्न निरन्तर पावर सप्लाई चाहिन्छ।तालिका 2 मा वर्णन गरिए अनुसार पीजोइलेक्ट्रिक फोर्स सेन्सर र अन्य प्यारामिटरहरूको संवेदनशीलता अनुसार सम्बन्धित संकेतहरूलाई पावर आउटपुटहरूमा रूपान्तरण गरिन्छ। जब भोल्टेज पल्स लागू गरिन्छ, SMA तारको तापक्रम बढ्छ, जसले SMA तार कम्प्रेस हुन्छ, जसले एक्ट्युएटरलाई जबरजस्ती उत्पन्न गर्छ।7 V को इनपुट भोल्टेज पल्स द्वारा मांसपेशी बल को आउटपुट को प्रयोगात्मक नतिजा चित्र मा देखाइएको छ।2a।
(a) एक SMA- आधारित रैखिक एक्चुएटर प्रणाली एक्चुएटर द्वारा उत्पन्न बल मापन गर्न प्रयोग मा सेट गरिएको थियो।लोड सेलले अवरुद्ध बल मापन गर्दछ र 24 V DC पावर आपूर्ति द्वारा संचालित छ।GW Instek प्रोग्रामेबल DC पावर सप्लाई प्रयोग गरेर केबलको सम्पूर्ण लम्बाइमा 7 V भोल्टेज ड्रप लागू गरियो।SMA तार तातोको कारण संकुचित हुन्छ, र चल हातले लोड सेललाई सम्पर्क गर्दछ र अवरुद्ध बल प्रयोग गर्दछ।लोड सेल GL-2000 डाटा लगरमा जडान गरिएको छ र थप प्रशोधनका लागि डेटा होस्टमा भण्डारण गरिएको छ।(b) मांसपेशी बल मापनको लागि प्रयोगात्मक सेटअपको घटकहरूको श्रृंखला देखाउँदै रेखाचित्र।
आकार मेमोरी मिश्र थर्मल ऊर्जा द्वारा उत्साहित छन्, त्यसैले तापमान आकार मेमोरी घटना अध्ययनको लागि एक महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर हुन्छ।प्रयोगात्मक रूपमा, चित्र 11a मा देखाइए अनुसार, थर्मल इमेजिङ र तापक्रम मापन एक प्रोटोटाइप SMA-आधारित divalerate actuator मा प्रदर्शन गरिएको थियो।एक प्रोग्रामेबल DC स्रोतले प्रयोगात्मक सेटअपमा SMA तारहरूमा इनपुट भोल्टेज लागू गर्यो, चित्र 11b मा देखाइएको रूपमा।SMA तारको तापमान परिवर्तन वास्तविक समयमा उच्च रिजोलुसन LWIR क्यामेरा (FLIR A655sc) प्रयोग गरी मापन गरिएको थियो।होस्टले थप पोस्ट-प्रोसेसिङको लागि डेटा रेकर्ड गर्न ResearchIR सफ्टवेयर प्रयोग गर्दछ।जब भोल्टेज पल्स लागू हुन्छ, SMA तारको तापक्रम बढ्छ, जसले गर्दा SMA तार संकुचित हुन्छ।अंजीर मा।चित्र 2b ले 7V इनपुट भोल्टेज पल्सको लागि समय बनाम SMA तार तापमानको प्रयोगात्मक परिणामहरू देखाउँछ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-28-2022