Nature.com گهمڻ لاءِ توهان جي مهرباني.برائوزر جو نسخو توهان استعمال ڪري رهيا آهيو محدود CSS سپورٽ آهي.بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو).ساڳئي وقت ۾، مسلسل حمايت کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ پيش ڪنداسين.
Actuators هر هنڌ استعمال ڪيا ويندا آهن ۽ پيداوار ۽ صنعتي آٽوميشن ۾ مختلف عملن کي انجام ڏيڻ لاءِ صحيح جوش واري قوت يا ٽورڪ کي لاڳو ڪندي ڪنٽرول موشن ٺاهيندا آهن.تيز، ننڍڙن ۽ وڌيڪ ڪارائتو ڊرائيو جي ضرورت آهي ڊرائيو ڊيزائن ۾ جدت.Shape Memory Alloy (SMA) ڊرائيوون روايتي ڊرائيوز جي ڀيٽ ۾ ڪيترائي فائدا پيش ڪن ٿيون، جن ۾ اعليٰ طاقت کان وزن جو تناسب شامل آهي.هن مقالي ۾، هڪ ٻه پنن وارو SMA-based actuator ٺاهيو ويو جيڪو حياتياتي نظام جي پنن واري عضون جي فائدن ۽ SMAs جي منفرد ملڪيتن کي گڏ ڪري ٿو.هي مطالعو اڳوڻو ايس ايم اي ايڪٽيوٽرز کي ڳولي ٿو ۽ وڌائي ٿو نئين ايڪٽيوٽر جي رياضياتي ماڊل جي بنياد تي bimodal SMA تار ترتيب جي بنياد تي ۽ ان کي تجرباتي طور تي جانچ ڪندي.SMA جي بنياد تي ڄاڻايل ڊرائيوز جي مقابلي ۾، نئين ڊرائيو جي ڪارڪردگي قوت گهٽ ۾ گهٽ 5 ڀيرا وڌيڪ آهي (150 N تائين).ملندڙ وزن نقصان اٽڪل 67٪ آهي.رياضياتي ماڊلز جي حساسيت جي تجزيي جا نتيجا، ڊيزائن جي ماپن کي ترتيب ڏيڻ ۽ اهم پيٽرولن کي سمجهڻ لاءِ ڪارآمد آهن.اهو مطالعو وڌيڪ پيش ڪري ٿو هڪ گھڻ-سطح Nth اسٽيج ڊرائيو جنهن کي استعمال ڪري سگهجي ٿو وڌيڪ متحرڪ وڌائڻ لاءِ.SMA-based dipvalerate muscle actuators وٽ ايپليڪيشنن جو هڪ وسيع سلسلو آهي، بلڊنگ آٽوميشن کان وٺي صحت واري دوا جي پهچائڻ واري نظام تائين.
حياتياتي نظام، جيئن ته ٿلهي جانورن جي عضون جي جوڙجڪ، ڪيترن ئي ذيلي عمل ڪندڙ کي چالو ڪري سگھن ٿا.ٿلهي جانورن ۾ مختلف عضلتون آهن، هر هڪ خاص مقصد جي خدمت ڪري ٿو.بهرحال، ٿلهي جي عضون جي ڍانچي جو گهڻو حصو ٻن وسيع ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجي ٿو.متوازي ۽ قلمي.hamstrings ۽ ٻين flexors ۾، جيئن نالي مان ظاهر ٿئي ٿو، متوازي عضلتون (Puscle fibers) مرڪزي ڪنڊن سان متوازي آهن.عضلاتي فائبر جو سلسلو قطار ۾ رکيل آهي ۽ فعال طور تي انهن جي چوڌاري ڳنڍيندڙ بافتن سان ڳنڍيل آهي.جيتوڻيڪ انهن عضون کي چيو ويندو آهي ته هڪ وڏو گهمڻ آهي (فيصد مختصر ٿيڻ)، انهن جي مجموعي عضلاتي طاقت تمام محدود آهي.ان جي ابتڙ، triceps caf muscle2 ۾ (lateral gastrocnemius (GL) 3، medial gastrocnemius (GM) 4 ۽ soleus (SOL)) ۽ extensor femoris (quadriceps) 5,6 pennate muscle tissue هر عضلتون7 ۾ مليا آهن.پننيٽ جي ڍانچي ۾، بائيپينيٽ عضلتون ۾ عضلاتي فائبر مرڪزي ڪنڊن جي ٻنهي پاسن تي ترڪي واري زاوين تي موجود آهن.Pennate لاطيني لفظ "penna" مان نڪتل آهي، جنهن جو مطلب آهي "قلم"، ۽، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.1 هڪ پنن جهڙو ظاهر آهي.پننيٽ جي عضون جا فائبر ننڍا ۽ عضلتون جي ڊگھائي محور ڏانهن زاوي هوندا آهن.پنن جي جوڙجڪ جي ڪري، انهن عضلات جي مجموعي متحرڪ گھٽجي ويندي آهي، جيڪا مختصر ٿيڻ واري عمل جي ٽرانسورس ۽ ڊگھائي حصن ڏانهن ويندي آهي.ٻئي طرف، انهن عضلتون جي چالو ڪري ٿي مجموعي طور تي عضلاتي طاقت جي اعلي سطحي طاقت جي ڪري جسماني ڪراس-سيڪشن واري علائقي جي ماپ جي طريقي سان.تنهن ڪري، هڪ ڏنل پار-سيڪشن واري علائقي لاء، قلمي عضلات مضبوط ٿي ويندا ۽ متوازي فائبر سان گڏ عضلات جي ڀيٽ ۾ اعلي قوت پيدا ڪندا.انفرادي فائبر پاران پيدا ڪيل قوتون عضلاتي قوتون پيدا ڪن ٿيون ميڪروڪوپيڪ سطح تي ان عضلاتي بافتن ۾.ان کان علاوه، ان ۾ اهڙيون منفرد ملڪيتون آهن جيئن تيز ڇڪڻ، ٽينسل نقصان جي خلاف تحفظ، کشننگ.اهو فائبر ان پٽ ۽ عضلاتي طاقت جي پيداوار جي وچ ۾ لاڳاپن کي تبديل ڪري ٿو منفرد خاصيتن کي استحصال ڪندي ۽ فائبر جي جوڙجڪ جي جاميٽري پيچيدگي جي عمل جي عضلاتي لائين سان لاڳاپيل.
ڏيکاريا ويا آهن موجوده SMA-بنياد ايڪٽيوٽر ڊيزائن جا اسڪيمي ڊاگرامس هڪ بيموڊل عضلاتي فن تعمير جي سلسلي ۾، مثال طور (a)، ڇڪڻ واري قوت جي رابطي جي نمائندگي ڪري ٿو جنهن ۾ هڪ هٿ جي شڪل وارو ڊيوائس جيڪو SMA تارن جي ذريعي ڪم ڪيو ويو آهي، هڪ ٻه ڦيٿي خودمختار موبائل روبوٽ 9,10 تي نصب ٿيل آهي., (b) روبوٽ orbital prosthesis with antagonistically رکي SMA اسپرنگ-لوڊ ٿيل orbital prosthesis.مصنوعي اکين جي پوزيشن اکين جي اکين جي عضون مان سگنل ذريعي ڪنٽرول ڪئي ويندي آهي 11، (c) SMA ايڪٽيوٽر پاڻيء جي اندر ايپليڪيشنن لاء مثالي آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي اعلي تعدد ردعمل ۽ گهٽ بينڊوڊٿ جي ڪري.هن ترتيب ۾، SMA عمل ڪندڙ مڇيءَ جي حرڪت کي نقل ڪندي موج موشن ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن، (d) SMA actuators استعمال ڪيا ويندا آهن هڪ مائڪرو پائپ انسپيڪشن روبوٽ ٺاهڻ لاءِ جيڪو انچ ورم موشن اصول استعمال ڪري سگهي ٿو، چينل 10 جي اندر SMA تارن جي حرڪت جي ذريعي ڪنٽرول ڪيو وڃي ٿو، (e) ڪنٽريڪشن جي هدايت ڏيکاري ٿو عضلاتي فائبرز ۽ گيسٽرو ايم اي جي طاقت کي ڏيکاري ٿو. res ترتيب ڏنل عضلتون فائبر جي صورت ۾ پينٽيٽ عضلات جي جوڙجڪ ۾.
Actuators انهن جي ايپليڪيشنن جي وسيع رينج جي ڪري ميڪيڪل سسٽم جو هڪ اهم حصو بڻجي چڪا آهن.تنهن ڪري، ننڍڙن، تيز ۽ وڌيڪ موثر ڊرائيو جي ضرورت نازڪ ٿي وڃي ٿي.انهن جي فائدن جي باوجود، روايتي ڊرائيو ثابت ڪيا ويا آهن قيمتي ۽ برقرار رکڻ لاء وقت سازي.هائيڊولڪ ۽ نيوميٽڪ ايڪٽيوٽر پيچيده ۽ قيمتي آهن ۽ لباس، لوڻ جي مسئلن ۽ جزو جي ناڪامي جي تابع آهن.مطالبن جي جواب ۾، سمارٽ مواد جي بنياد تي لاڳت-مؤثر، سيزنگ-بهتر ۽ ترقي يافته ڪارڪردگي کي ترقي ڪرڻ تي ڌيان ڏنو ويو آهي.جاري تحقيق هن ضرورت کي پورو ڪرڻ لاءِ شڪل ميموري الائي (SMA) پرت واري ايڪٽيوٽرز کي ڳولي رهي آهي.هيرارڪيڪل ايڪٽيوٽر ان لحاظ کان منفرد هوندا آهن ته اهي ڪيترن ئي ڌار ڌار ايڪٽيوٽرن کي جاميٽري طور پيچيده ميڪرو اسڪيل سب سسٽم ۾ گڏ ڪن ٿا ته جيئن وڌايل ۽ وڌايل ڪارڪردگي مهيا ڪن.ان سلسلي ۾، مٿي بيان ڪيل انساني عضون جي نسب اهڙي multilayered actuation جو هڪ بهترين multilayered مثال مهيا ڪري.موجوده مطالعي ۾ ڪيترن ئي انفرادي ڊرائيو عناصر (SMA تارن) سان گڏ هڪ گھڻ-سطح SMA ڊرائيو بيان ڪري ٿو جيڪو بيموڊل عضلات ۾ موجود فائبر واقفيت سان ڳنڍيل آهي، جيڪو مجموعي ڊرائيو ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.
هڪ ايڪٽيوٽر جو بنيادي مقصد ميڪيڪل پاور آئوٽ پيدا ڪرڻ آهي جهڙوڪ طاقت ۽ بي گھرڻ برقي توانائي کي تبديل ڪندي.شڪل ياداشت جا مصرع "سمارٽ" مواد جو هڪ طبقو آهن جيڪي انهن جي شڪل کي تيز گرمي پد تي بحال ڪري سگهن ٿا.تيز لوڊ جي تحت، SMA تار جي گرمي پد ۾ اضافو شڪل جي وصولي جي ڪري ٿي، جنهن جي نتيجي ۾ مختلف سڌي طرح بند ٿيل سمارٽ مواد جي مقابلي ۾ اعلي ڪارڪردگي توانائي جي کثافت آهي.ساڳئي وقت، مشيني لوڊ هيٺ، SMAs brittle بڻجي.ڪجهه حالتن جي تحت، هڪ سائيڪل لوڊ ميڪيڪل توانائي کي جذب ۽ آزاد ڪري سگهي ٿو، ريورسبل هائسٽريٽيڪ شڪل جي تبديلين کي ڏيکاري ٿو.اهي منفرد پراپرٽيز SMA کي سينسرز، وائبريشن ڊمپنگ ۽ خاص طور تي ايڪٽيوٽر 12 لاءِ مثالي بڻائين ٿيون.انهي سان گڏ ذهن ۾، SMA-based ڊرائيو ۾ تمام گهڻو تحقيق ڪيو ويو آهي.اهو ياد رکڻ گهرجي ته SMA-based actuators مختلف قسم جي ايپليڪيشنن لاء ترجمو ۽ روٽري موشن مهيا ڪرڻ لاء ٺهيل آهن13,14,15.جيتوڻيڪ ڪجھ روٽري ايڪٽيوٽرز ٺاهيا ويا آهن، محقق خاص طور تي لڪير ايڪٽيوٽرز ۾ دلچسپي وٺندا آهن.اهي لڪير ايڪٽيوٽرز کي ٽن قسمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو ايڪٽيوٽرز: هڪ طرفي، بي گھرڻ ۽ ڊفرنشل ايڪٽيوٽر 16.شروعات ۾، هائبرڊ ڊرائيو SMA ۽ ٻين روايتي ڊرائيو سان ميلاپ ۾ ٺاهيا ويا.SMA تي ٻڌل ھائبرڊ لڪير ايڪٽيوٽر جو ھڪڙو مثال ھڪڙو DC موٽر سان SMA تار جو استعمال آھي جيڪو تقريباً 100 N جي ٻاھرين قوت ۽ اھم بي گھرڻ 17 مهيا ڪرڻ لاءِ.
مڪمل طور تي SMA تي ٻڌل ڊرائيو ۾ پهرين ترقيات مان هڪ SMA متوازي ڊرائيو هئي.گھڻن SMA تارن کي استعمال ڪندي، SMA-بنياد متوازي ڊرائيو ٺاھيو ويو آھي ڊرائيو جي طاقت جي صلاحيت کي وڌائڻ لاءِ سڀني SMA18 تارن کي متوازي ۾ رکڻ سان.متوازي ڪنيڪشن جو عمل ڪندڙ نه رڳو وڌيڪ طاقت جي ضرورت آهي، پر هڪ واحد تار جي پيداوار جي طاقت کي پڻ محدود ڪري ٿو.SMA جي بنياد تي عمل ڪندڙن جو ٻيو نقصان محدود سفر آھي جيڪو اھي حاصل ڪري سگھن ٿا.ھن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ، ھڪ SMA ڪيبل بيم ٺاھيو ويو جنھن ۾ ھڪ لچڪدار بيم شامل ڪيو ويو جنھن ۾ بي گھرڻ کي وڌائڻ ۽ لڪير واري حرڪت حاصل ڪرڻ لاءِ، پر اعليٰ قوتون 19 پيدا نه ڪيون.روبوٽس لاءِ نرم خراب جوڙجڪ ۽ ڪپڙا ٺاهيا ويا آهن شڪل ياداشت جي الائيز جي بنياد تي بنيادي طور تي اثر وڌائڻ لاءِ 20,21,22.ايپليڪيشنن لاءِ جتي تيز رفتار جي ضرورت هوندي آهي، ڪمپيڪٽ هلائيندڙ پمپ رپورٽ ڪيا ويا آهن پتلي فلم SMAs استعمال ڪندي مائڪروپمپ تي هلندڙ ايپليڪيشن23.پتلي فلم SMA جھلي جي ڊرائيو فریکوئنسي ڊرائيور جي رفتار کي ڪنٽرول ڪرڻ ۾ هڪ اهم عنصر آهي.تنهن ڪري، SMA لڪير موٽرز SMA اسپرنگ يا راڊ موٽرز کان بهتر متحرڪ جواب آهن.نرم روبوٽڪس ۽ گرفت ٽيڪنالاجي ٻه ٻيون ايپليڪيشنون آهن جيڪي استعمال ڪن ٿيون SMA-based actuators.مثال طور، 25 N اسپيس ڪلمپ ۾ استعمال ٿيل معياري ايڪٽيوٽر کي تبديل ڪرڻ لاءِ، هڪ شڪل ميموري الائي متوازي ايڪٽيوٽر 24 ٺاهي وئي.هڪ ٻي صورت ۾، هڪ SMA نرم ايڪٽيوٽر هڪ تار جي بنياد تي ٺاهيو ويو آهي جنهن ۾ هڪ ايمبيڊڊ ميٽرڪس 30 N جي وڌ ۾ وڌ ڇڪڻ واري قوت پيدا ڪرڻ جي قابل آهي. انهن جي مشيني خاصيتن جي ڪري، SMAs پڻ استعمال ڪيا ويندا آهن ايڪٽيوٽر پيدا ڪرڻ لاءِ جيڪي حياتياتي رجحان جي نقل ڪن ٿا.هڪ اهڙي ترقي ۾ هڪ 12-سيل روبوٽ شامل آهي جيڪو ايس ايم اي سان گڏ هڪ ارٿ ورم جهڙو آرگنزم جو بايوميميٽڪ آهي جيڪو 26,27 کي باهه ڏيڻ لاءِ سائنوسائيڊل حرڪت پيدا ڪري ٿو.
جيئن مٿي ذڪر ڪيو ويو آهي، وڌ ۾ وڌ قوت جي هڪ حد آهي جيڪا موجوده SMA-based actuators کان حاصل ڪري سگهجي ٿي.هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء، هي مطالعو پيش ڪري ٿو هڪ بايوميميٽڪ بيموڊل عضلاتي جوڙجڪ.شڪل ميموري مصر جي تار ذريعي هلائي وئي.اهو هڪ درجه بندي سسٽم مهيا ڪري ٿو جنهن ۾ ڪيترن ئي شڪل جي ياداشت واري مصر واري تار شامل آهن.تاريخ تائين، ڪنهن به SMA-بنياد تي عمل ڪندڙ هڪ جهڙي فن تعمير سان ادب ۾ رپورٽ نه ڪئي وئي آهي.SMA جي بنياد تي هي منفرد ۽ ناول سسٽم بيموڊل عضلات جي ترتيب جي دوران SMA جي رويي جو مطالعو ڪرڻ لاء تيار ڪيو ويو.موجوده SMA-based actuators جي مقابلي ۾، هن مطالعي جو مقصد هڪ بائيوميميٽڪ ڊپ ويلرٽ ايڪٽيوٽر ٺاهڻ هو ته جيئن ننڍي مقدار ۾ خاص طور تي اعلي قوتون پيدا ڪري.HVAC بلڊنگ آٽوميشن ۽ ڪنٽرول سسٽم ۾ استعمال ٿيندڙ روايتي اسٽيپر موٽر هلائيندڙ ڊرائيوز جي مقابلي ۾، تجويز ڪيل SMA-based bimodal ڊرائيو ڊيزائن ڊرائيو ميڪانيزم جو وزن 67٪ گھٽائي ٿو.هيٺ ڏنل، اصطلاحن "عضلات" ۽ "ڊرائيو" استعمال ڪيا ويا آهن هڪ ٻئي سان.هي مطالعو اهڙي ڊرائيو جي ملٽي فزڪس تخليق جي تحقيق ڪري ٿو.اهڙين سسٽم جي ميخانياتي رويي جو اڀياس ڪيو ويو آهي تجرباتي ۽ تجزياتي طريقن سان.قوت ۽ درجه حرارت جي تقسيم وڌيڪ تحقيق ڪئي وئي 7 V جي ان پٽ وولٽيج تي. بعد ۾، اهم پيرا ميٽرز ۽ آئوٽ پٽ قوت جي وچ ۾ تعلق کي بهتر سمجهڻ لاءِ هڪ پيرا ميٽرڪ تجزيو ڪيو ويو.آخرڪار، hierarchical actuators تصور ڪيا ويا آهن ۽ hierarchical level اثرات پيش ڪيا ويا آهن هڪ امڪاني مستقبل واري علائقي جي طور تي غير مقناطيسي عمل ڪندڙن لاءِ مصنوعي ايپليڪيشنن لاءِ.مٿي بيان ڪيل مطالعي جي نتيجن جي مطابق، هڪ واحد اسٽيج فن تعمير جو استعمال گهٽ ۾ گهٽ چار کان پنج ڀيرا وڌيڪ قوت پيدا ڪري ٿو رپورٽ ٿيل SMA-based actuators کان.ان کان علاوه، ساڳي ڊرائيو فورس ٺاهيل ملٽي ليول ملٽي ليول ڊرائيو مان ڏيکاريو ويو آهي ڏهه ڀيرا وڌيڪ روايتي SMA-بنياد ڊرائيو کان.مطالعي وري مختلف ڊيزائن ۽ ان پٽ متغير جي وچ ۾ حساسيت جي تجزيي کي استعمال ڪندي اهم پيٽرولن کي رپورٽ ڪري ٿو.SMA تار جي شروعاتي ڊگھائي (\(l_0\))، پننيٽ زاويه (\(\alpha\)) ۽ هر فرد جي اسٽرينڊ ۾ سنگل اسٽريڊس (n) جو تعداد ڊرائيونگ فورس جي شدت تي مضبوط منفي اثر رکي ٿو.طاقت، جڏهن ته ان پٽ وولٹیج (توانائي) مثبت طور تي لاڳاپو رکي ٿي.
SMA تار نمايان ڪري ٿو شڪل ميموري اثر (SME) جيڪو nickel-titanium (Ni-Ti) مصر جي خاندان ۾ ڏٺو ويو آهي.عام طور تي، SMAs ٻن درجه حرارت تي منحصر مرحلن کي ڏيکاري ٿو: گھٽ درجه حرارت جو مرحلو ۽ اعلي درجه حرارت وارو مرحلو.ٻنهي مرحلن ۾ مختلف ڪرسٽل ڍانچي جي موجودگي جي ڪري منفرد خاصيتون آهن.Austenite مرحلي ۾ (وڌيڪ درجه حرارت وارو مرحلو) موجوده تبديلي جي درجه حرارت کان مٿي، مواد اعلي طاقت ڏيکاري ٿو ۽ لوڊ هيٺ خراب طور تي خراب ٿيل آهي.مصر جو طريقو اسٽينلیس سٹیل وانگر آهي، تنهنڪري اهو اعلي ڪارڪردگي دٻاء کي منهن ڏيڻ جي قابل آهي.Ni-Ti مصر جي هن ملڪيت جو فائدو وٺي، SMA تارن کي slanted ڪيو ويو آهي هڪ actuator ٺاهي.مناسب تجزياتي ماڊل ٺاهيا ويا آهن بنيادي ميخانيات کي سمجهڻ لاءِ SMA جي حرارتي رويي جي مختلف پيرا ميٽرز ۽ مختلف جاميٽري جي اثر هيٺ.تجرباتي ۽ تجزياتي نتيجن جي وچ ۾ سٺو معاهدو حاصل ڪيو ويو.
SMA جي بنياد تي بيموڊل ڊرائيو جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ تصوير 9a ۾ ڏيکاريل پروٽوٽائپ تي هڪ تجرباتي مطالعو ڪيو ويو.انهن مان ٻه خاصيتون، ڊرائيو پاران ٺاهيل قوت (عضلات جي قوت) ۽ SMA تار جي درجه حرارت (SMA گرمي پد)، تجرباتي طور تي ماپ ڪيا ويا.جيئن ته وولٹیج جو فرق ڊرائيو ۾ تار جي پوري ڊيگهه سان وڌي ٿو، تار جو گرمي پد جول حرارتي اثر جي ڪري وڌي ٿو.ان پٽ وولٽيج کي ٻن 10-s چڪرن ۾ لاڳو ڪيو ويو (جيڪو تصوير 2a، b ۾ ڳاڙهي نقطي طور ڏيکاريل آهي) هر چڪر جي وچ ۾ 15-s ٿڌي عرصي سان.بلاڪ ڪرڻ واري قوت کي پيزو اليڪٽرڪ اسٽرين گيج استعمال ڪندي ماپيو ويو، ۽ SMA تار جي درجه حرارت جي ورڇ کي حقيقي وقت ۾ مانيٽر ڪيو ويو هڪ سائنسي-گريڊ هاءِ ريزوليوشن LWIR ڪيمرا (ٽيبل 2 ۾ استعمال ٿيل سامان جون خاصيتون ڏسو).ڏيکاري ٿو ته هاء وولٽيج واري مرحلي ۾، تار جو گرمي پد هڪجهڙائي سان وڌندو آهي، پر جڏهن ڪو به وهڪرو نه وهندو آهي، تار جو گرمي پد جاري رهندو آهي.موجوده تجرباتي سيٽ اپ ۾، SMA تار جو گرمي پد کولنگ مرحلي دوران گهٽجي ويو، پر اهو اڃا تائين ماحول جي درجه حرارت کان مٿي هو.انجير تي.2e LWIR ڪئميرا مان ورتو ويو SMA تار تي درجه حرارت جو سنيپ شاٽ ڏيکاري ٿو.ٻئي طرف، انجير ۾.2a ڊرائيو سسٽم پاران ٺاهيل بلاڪنگ قوت ڏيکاري ٿو.جڏهن عضلاتي قوت بهار جي بحالي واري قوت کان وڌي وڃي ٿي، متحرڪ بازو، جيئن تصوير 9a ۾ ڏيکاريل آهي، هلڻ شروع ٿئي ٿو.جيئن ئي عمل شروع ٿئي ٿو، متحرڪ بازو سينسر سان رابطي ۾ اچي ٿو، جسم جي قوت پيدا ڪري ٿي، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.2 سي، ڊي.جڏهن وڌ ۾ وڌ درجه حرارت \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) جي ويجهو آهي، وڌ ۾ وڌ مشاهدو قوت 105 N آهي.
گراف ڏيکاري ٿو تجرباتي نتيجن کي SMA تار جي گرمي پد ۽ قوت SMA-based bimodal actuator پاران پيدا ڪيل ٻن چڪرن دوران.ان پٽ وولٽيج کي ٻن 10 سيڪنڊن جي چڪرن ۾ لاڳو ڪيو ويندو آهي (ڳاڙهو نقطو ڏيکاريل آهي) هر چڪر جي وچ ۾ 15 سيڪنڊن جي ٿڌي عرصي سان.تجربن لاءِ استعمال ٿيل SMA تار Dynalloy, Inc. کان 0.51 ملي ميٽر قطر جي Flexinol تار هئي (a) گراف ٻن چڪرن تي حاصل ڪيل تجرباتي قوت ڏيکاري ٿو، (c، d) PACEline CFT/5kN piezographb جي وڌ ۾ وڌ گرمي پد جي دوران SMA، PACELine CFT/5kN piezographb جي وڌ ۾ وڌ گرمي پد جي دوران حرڪت ڪندڙ بازو ايڪٽيوٽرز جي عمل جا ٻه آزاد مثال ڏيکاري ٿو. ٻه چڪر، (e) FLIR ResearchIR سافٽ ويئر LWIR ڪئميرا استعمال ڪندي SMA تار مان ورتو ويو درجه حرارت سنيپ شاٽ ڏيکاري ٿو.تجربن ۾ حساب ۾ ورتو ويو جاميٽري پيٽرولر جدول ۾ ڏنل آهن.هڪ.
رياضياتي ماڊل جي تخليق جا نتيجا ۽ تجرباتي نتيجن جو مقابلو 7V جي ان پٽ وولٽيج جي حالت ۾ ڪيو ويو آهي، جيئن تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آهي.parametric تجزيو جي نتيجن موجب ۽ SMA تار جي overheating جي امڪان کان بچڻ لاء، 11.2 W جي طاقت actuator کي فراهم ڪيو ويو.هڪ پروگرامبل ڊي سي پاور سپلائي 7V کي ان پٽ وولٽيج جي طور تي فراهم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، ۽ 1.6A جو ڪرنٽ سڄي تار ۾ ماپيو ويو.ڊرائيو پاران پيدا ڪيل قوت ۽ SDR جو گرمي پد وڌائي ٿو جڏهن موجوده لاڳو ٿئي ٿي.7V جي هڪ ان پٽ وولٽيج سان، پهرين چڪر جي تخليقي نتيجن ۽ تجرباتي نتيجن مان حاصل ڪيل وڌ ۾ وڌ پيداوار واري قوت، ترتيب سان 78 N ۽ 96 N آهي.ٻئي چڪر ۾، تخليق ۽ تجرباتي نتيجن جي وڌ ۾ وڌ پيداوار قوت 150 N ۽ 105 N، ترتيب سان.قبضي واري قوت جي ماپ ۽ تجرباتي ڊيٽا جي وچ ۾ فرق شايد ٿي سگھي ٿو ته طريقي سان استعمال ٿيل طريقي جي قوت کي ماپڻ لاء.تجرباتي نتيجا تصوير ۾ ڏيکاريل آهن.5a لاڪنگ فورس جي ماپ سان مطابقت رکي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ ماپ ڪئي وئي هئي جڏهن ڊرائيو شافٽ PACEline CFT/5kN piezoelectric فورس transducer سان رابطي ۾ هئي، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.2s.تنهن ڪري، جڏهن ڊرائيو شافٽ کولنگ زون جي شروعات ۾ فورس سينسر سان رابطي ۾ نه آهي، قوت فوري طور تي صفر ٿي ويندي آهي، جيئن تصوير 2d ۾ ڏيکاريل آهي.ان کان علاوه، ٻيا پيرا ميٽر جيڪي ايندڙ چڪر ۾ قوت جي ٺهڻ تي اثر انداز ڪن ٿا، اهي ٿڌي وقت جا قدر ۽ پوئين چڪر ۾ convective گرمي جي منتقلي جي گنجائش آهن.انجير کان.2b، اهو ڏسي سگهجي ٿو ته 15 سيڪنڊن جي ٿڌي عرصي کان پوءِ، SMA تار ڪمري جي گرمي پد تي نه پهتو ۽ ان ڪري ان جو ابتدائي درجه حرارت (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) هو ٻئي ڊرائيونگ چڪر ۾ پهرين چڪر جي مقابلي ۾ (\(25\, ^{\circ}\hbox})).اهڙيءَ طرح، پهرئين چڪر جي مقابلي ۾، SMA تار جو گرمي پد ٻئي گرميءَ واري چڪر دوران ابتدائي آسٽنائٽ درجه حرارت (\(A_s\)) تائين پهچندو آهي ۽ منتقلي واري عرصي ۾ وڌيڪ رهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ دٻاءُ ۽ قوت پيدا ٿئي ٿي.ٻئي طرف، تجربن ۽ تخليقن مان حاصل ڪيل گرمي ۽ ٿڌي چڪر دوران درجه حرارت جي تقسيم، thermographic تجزيي جي مثالن سان هڪ اعلي معيار جي هڪجهڙائي آهي.تجربن ۽ تخليقن مان SMA وائر تھرمل ڊيٽا جو تقابلي تجزيو گرمي ۽ کولنگ چڪر دوران ۽ تجرباتي ڊيٽا لاءِ قابل قبول رواداري جي اندر مستقل مزاجي ڏيکاريو.SMA تار جي وڌ ۾ وڌ درجه حرارت، پهرين چڪر جي تخليق ۽ تجربن جي نتيجن مان حاصل ڪئي وئي آهي، \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ۽ \(75\,^{\circ }\hbox {C }\، ترتيب سان)، ۽ ٻئي چڪر ۾ وڌ ۾ وڌ گرمي پد ^ ^ {9} ۽ SMA تار (\\{4}C}) \\\{4}} آهي 3\,^{\circ}\hbox {C}\).بنيادي طور تي ترقي يافته ماڊل شڪل جي ميموري اثر جي اثر جي تصديق ڪري ٿي.هن جائزي ۾ ٿڪائي ۽ گرميء جو ڪردار نه سمجهيو ويو.مستقبل ۾، ماڊل کي بهتر ڪيو ويندو ته جيئن SMA تار جي دٻاءُ جي تاريخ شامل ڪري، ان کي انجنيئرنگ ايپليڪيشنن لاءِ وڌيڪ موزون بڻائي.سمولنڪ بلاڪ مان حاصل ڪيل ڊرائيو آئوٽ پٽ قوت ۽ SMA درجه حرارت پلاٽ تجرباتي ڊيٽا جي قابل برداشت رواداري جي اندر آهن 7 V جي ان پٽ وولٽيج پلس جي حالت ۾. هي ترقي يافته رياضياتي ماڊل جي درستگي ۽ اعتبار جي تصديق ڪري ٿو.
رياضياتي ماڊل MathWorks Simulink R2020b ماحول ۾ تيار ڪيو ويو بنيادي مساواتن کي استعمال ڪندي طريقن جي سيڪشن ۾ بيان ڪيل.انجير تي.3b سمولنڪ رياضي ماڊل جو هڪ بلاڪ ڊراگرام ڏيکاري ٿو.ماڊل هڪ 7V ان پٽ وولٽيج پلس لاءِ ٺهيل هئي جيئن تصوير 2a، b ۾ ڏيکاريل آهي.سموليشن ۾ استعمال ٿيندڙ پيرا ميٽرن جا قدر جدول 1 ۾ ڏنل آهن. عارضي عملن جي تخليق جا نتيجا شڪل 1 ۽ 1 ۾ پيش ڪيا ويا آهن. شڪل 3a ۽ 4. تصوير ۾.4a،b ڏيکاري ٿو SMA تار ۾ حوصلا افزائي وولٽيج ۽ وقت جي فنڪشن جي طور تي عمل ڪندڙ پاران پيدا ڪيل قوت. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (دٻاء ۾ تبديل ٿيل آسٽنائٽ فيز شروعاتي گرمي پد)، مارٽين سائٽ حجم جي فرق جي تبديلي جي شرح (\(\dot{\xi }\)) صفر ٿي ويندي. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (اسٽيس-تبديل ٿيل آسٽنائٽ فيز شروعاتي گرمي پد)، مارٽين سائٽ جي مقدار جي ڦيرڦار جي شرح (\(\dot{\xi }\)) صفر ٿي ويندي. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA، \(T < A_s^{\prime}\) (температура начала аустенитура начала аустенитура проволоки SMA ением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\ xi }\)) будет равно нулю. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (اسٽيس-تبديل ٿيل آسٽنائٽ آنسيٽ گرمي پد)، مارٽين سائٽ حجم فريڪشن جي تبديلي جي شرح (\(\dot{\xi }\)) صفر ٿي ويندي.在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T < A_s^{\prime}\)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-based divalerate actuator ۾ سموليشن جو نتيجو ڏيکاريندي درجه حرارت جي ورهاست ۽ دٻاءُ-حوصلہ افزائي جنڪشن جي درجه حرارت.جڏهن تار جو گرمي پد حرارتي اسٽيج ۾ آسٽنائٽ جي منتقلي جي درجه حرارت کي پار ڪري ٿو، تبديل ٿيل آسٽنائٽ جي منتقلي جي درجه حرارت وڌڻ شروع ٿئي ٿي، ۽ ساڳئي طرح، جڏهن تار جي ڇنڊ جو گرمي پد کولنگ اسٽيج ۾ مارٽينيٽڪ ٽرانزيڪشن جي درجه حرارت کي پار ڪري ٿو، مارٽينيٽڪ ٽرانسپشن جي درجه حرارت گهٽجي ٿي.عمل جي عمل جي تجزياتي ماڊلنگ لاءِ SMA.(سمولينڪ ماڊل جي هر سب سسٽم جي تفصيلي ڏسڻ لاءِ، ڏسو ضمني فائل جو ضميمو سيڪشن.)
تجزيو جا نتيجا مختلف پيٽرولر جي تقسيم لاءِ ڏيکاريا ويا آهن 7V ان پٽ وولٽيج جي ٻن چڪرن لاءِ (10 سيڪنڊ وارم اپ سائيڪل ۽ 15 سيڪنڊ کولڊ ڊائون سائيڪل).جڏهن ته (ac) ۽ (e) وقت جي حوالي سان ورهاڱي کي ظاهر ڪن ٿا، ٻئي طرف، (d) ۽ (f) درجه حرارت سان تقسيم کي بيان ڪن ٿا.لاڳاپيل ان پٽ جي حالتن لاء، وڌ ۾ وڌ مشاهدو دٻاء 106 MPa آهي (345 MPa کان گهٽ، تار جي پيداوار جي طاقت)، قوت 150 N آهي، وڌ ۾ وڌ بي گھرڻ 270 µm آهي، ۽ گهٽ ۾ گهٽ مارٽينيٽڪ حجم حصو 0.91 آهي.ٻئي طرف، دٻاء ۾ تبديلي ۽ درجه حرارت سان مارٽينائٽ جي حجم جي ڀاڱي ۾ تبديلي hysteresis خاصيتن سان ملندڙ جلندڙ آهن.
ساڳي وضاحت آسٽنائٽ مرحلي کان مارٽينائٽ مرحلي تائين سڌي تبديلي (ٿڌڻ) تي لاڳو ٿئي ٿي، جتي SMA وائر جي درجه حرارت (T) ۽ دٻاء واري تبديلي واري مارٽينائٽ مرحلي جي آخري درجه حرارت (\(M_f^{\prime}\)) شاندار آهي.انجير تي.4d,f ڏيکاري ٿو SMA تار ۾ induced stress ۾ تبديلي (\(\sigma\)) ۽ SMA تار ۾ مارٽين سائٽ (\(\xi\)) جو مقدار SMA تار (T) جي گرمي پد ۾ تبديلي جي ڪم جي طور تي، ٻنهي ڊرائيونگ سائيڪلن لاءِ.انجير تي.شڪل 3a ڏيکاري ٿو SMA تار جي درجه حرارت ۾ تبديلي وقت سان ان پٽ وولٹیج پلس تي منحصر ڪري ٿو.جيئن ته شڪل مان ڏسي سگهجي ٿو، تار جو گرمي پد صفر وولٽيج تي گرمي جو ذريعو مهيا ڪرڻ ۽ ان کان پوءِ ڪنويڪٽو کولنگ ذريعي وڌندو رهي ٿو.گرميءَ جي دوران، مارٽينائٽ جي بحاليءَ واري تبديلي آسٽنائٽ مرحلي ۾ شروع ٿيندي آهي جڏهن SMA تار جي درجه حرارت (T) دٻاءُ جي درست ٿيل آسٽنائٽ نيوڪليشن جي درجه حرارت (\(A_s^{\prime}\)) کي پار ڪري ٿي.هن مرحلي دوران، SMA تار کي دٻايو ويندو آهي ۽ عمل ڪندڙ قوت پيدا ڪري ٿو.گڏوگڏ کولنگ دوران، جڏهن SMA تار (T) جو گرمي پد دٻاء جي تبديل ٿيل مارٽينائٽ مرحلي جي نيوڪليشن جي درجه حرارت کي پار ڪري ٿو (\(M_s^{\prime}\)) اتي هڪ مثبت منتقلي آهي austenite مرحلي کان martensite مرحلي ڏانهن.ڊرائيو فورس گھٽجي ٿي.
SMA جي بنياد تي bimodal ڊرائيو جا بنيادي قابليت جا حصا حاصل ڪري سگھجن ٿا تخليق جي نتيجن مان.وولٹیج پلس ان پٽ جي صورت ۾، جول حرارتي اثر جي ڪري SMA تار جو گرمي پد وڌي ٿو.martensite حجم جي فرڪشن (\(\xi\)) جي شروعاتي قيمت 1 تي مقرر ڪئي وئي آهي، ڇاڪاڻ ته مواد شروعاتي طور تي مڪمل طور تي مارٽينيٽڪ مرحلي ۾ آهي.جيئن تار گرم ٿيندي رهي ٿي، تيئن SMA تار جو گرمي پد دٻاءُ جي درست ڪيل آسٽنائٽ نيوڪليشن جي درجه حرارت \(A_s^{\prime}\) کان وڌي وڃي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ مارٽين سائٽ جي مقدار ۾ گهٽتائي ٿي، جيئن شڪل 4c ۾ ڏيکاريل آهي.ان کان علاوه، انجير ۾.4e ڏيکاري ٿو ايڪٽيوٽر جي اسٽروڪ جي تقسيم وقت ۾، ۽ انجير ۾.5 - ڊرائيونگ فورس وقت جي ڪم جي طور تي.مساوات جي هڪ لاڳاپيل سرشتي ۾ شامل آهي درجه حرارت، مارٽينائٽ حجم جو حصو، ۽ دٻاء جيڪو تار ۾ ترقي ڪري ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ SMA تار جي ڇڪڻ ۽ عمل ڪندڙ طرفان پيدا ڪيل قوت.جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.4d،f، وولٽيج جي ويريشن سان وولٽيج جو تغير ۽ گرميءَ سان مارٽين سائٽ جي مقدار جو فرق 7 V تي ٺهيل صورت ۾ SMA جي hysteresis خاصيتن سان ملندڙ جلندڙ آهي.
ڊرائيونگ پيٽرولر جي مقابلي ۾ تجربن ۽ تجزياتي حسابن جي ذريعي حاصل ڪئي وئي.تارن کي 10 سيڪنڊن لاءِ 7 V جي pulsed ان پٽ وولٽيج جي تابع ڪيو ويو، پوءِ ٻن چڪرن ۾ 15 سيڪنڊن (ٿڌڻ واري مرحلي) لاءِ ٿڌو ڪيو ويو.پنيٽ اينگل \(40^{\circ}\) تي سيٽ ڪيو ويو آهي ۽ هر هڪ پن ٽنگ ۾ SMA تار جي شروعاتي ڊيگهه 83mm تي مقرر ڪئي وئي آهي.(a) ڊرائيونگ فورس کي لوڊ سيل سان ماپڻ (b) حرارتي انفراريڊ ڪئميرا سان تار جي درجه حرارت جي نگراني.
ڊرائيو پاران پيدا ڪيل قوت تي جسماني پيٽرولر جي اثر کي سمجهڻ لاء، رياضياتي ماڊل جي حساسيت جو تجزيو منتخب ٿيل جسماني پيٽرولن ڏانهن ڪيو ويو، ۽ پيرا ميٽرز کي انهن جي اثر جي مطابق درجه بندي ڪيو ويو.پهريون، ماڊل پيٽرولر جو نمونو تجرباتي ڊيزائن جي اصولن کي استعمال ڪندي ڪيو ويو جيڪو هڪ يونيفارم ورهائڻ جي پٺيان (ڏسو حساسيت تجزيي تي ضمني سيڪشن).ان صورت ۾، ماڊل پيٽرولر ۾ شامل آهن ان پٽ وولٽيج (\(V_{in}\))، شروعاتي SMA تار جي ڊيگهه (\(l_0\))، مثلث زاويه (\(\alpha\))، bias spring constant (\( K_x\ ))، convective heat transfer coefficient (\(h_T\)) ۽ يوني شاخن جو تعداد.ايندڙ قدم ۾، چوٽي جي عضلاتي قوت کي چونڊيو ويو هڪ مطالعي جي ڊيزائن جي گهرج جي طور تي ۽ طاقت تي متغير جي هر سيٽ جي پيرا ميٽرڪ اثرات حاصل ڪيا ويا.حساسيت جي تجزيي لاءِ ٽورنيڊو پلاٽ هر پيٽرول لاءِ باهمي تعلق جي کوٽائي مان نڪتل هئا، جيئن تصوير 6a ۾ ڏيکاريل آهي.
(a) ماڊل پيرا ميٽرن جي باهمي تعلق جي کوٽائي واري قدر ۽ انهن جو اثر مٿين ماڊل پيرا ميٽرن جي 2500 منفرد گروپن جي وڌ ۾ وڌ پيداواري قوت تي ڏيکاريل آهي ٽورنيڊو پلاٽ ۾.گراف ڪيترن ئي اشارن جي درجه بندي جو تعلق ڏيکاري ٿو.اهو واضح آهي ته \(V_{in}\) واحد پيراميٽر آهي جنهن سان مثبت تعلق آهي، ۽ \(l_0\) سڀ کان وڌيڪ منفي رابطي سان پيراميٽر آهي.چوٽي جي عضلات جي طاقت تي مختلف ميلاپ ۾ مختلف پيٽرولر جو اثر ڏيکاريو ويو آهي (b، c).\(K_x\) جي حد 400 کان 800 N/m تائين ۽ n جي حد 4 کان 24 تائين. وولٽيج (\(V_{in}\)) 4V کان 10V تائين تبديل ٿي وئي، تار جي ڊيگهه (\(l_{0 } \)) 40 کان 100 ملي ميٽر تائين تبديل ٿي وئي، ۽ دم (\0 ^ 2-6) \ varied angle (\0 ^) \circ }\).
انجير تي.6a ڏيکاري ٿو ٽورنيڊو پلاٽ مختلف باهمي تعلق جي کوٽائيز جي هر پيٽرولر لاءِ چوٽي ڊرائيو فورس ڊيزائن گهرجن سان.انجير کان.6a اهو ڏسي سگھجي ٿو ته وولٽيج پيٽرولر (\(V_{in}\)) سڌو سنئون وڌ ۾ وڌ پيداوار واري قوت سان لاڳاپيل آهي، ۽ ڪنويڪٽو هيٽ ٽرانسفر ڪوفيشينٽ (\(h_T\))، فليم اينگل (\(\alpha\))، ڊسپوزيشن اسپرنگ مستقل (\(K_x\)) سان لاڳاپيل آهي (\(K_x\)) ڊگھائي سان لاڳاپو رکي ٿو. , ۽ unimodal شاخن جو تعداد (n) ڏيکاري ٿو هڪ مضبوط inverse correlation جي صورت ۾ سڌي رابطي جي صورت ۾ وولٹیج جي correlation coefficient (\(V_ {in}\)) جي اعلي قدر جي صورت ۾ اهو ظاهر ڪري ٿو ته هي پيٽرولر پاور آئوٽ تي تمام وڏو اثر آهي.ٻيو ساڳيو تجزيو ٻن ڪمپيوٽيشنل اسپيس جي مختلف ميلاپن ۾ مختلف پيرا ميٽرز جي اثر جو جائزو وٺڻ سان چوٽي جي قوت کي ماپي ٿو، جيئن تصوير 6b، c ۾ ڏيکاريل آهي.\(V_{in}\) ۽ \(l_0\), \(\alpha\) ۽ \(l_0\) هڪجهڙا نمونا آهن، ۽ گراف ڏيکاري ٿو ته \(V_{in}\) ۽ \(\alpha\) ۽ \(\alpha\) ساڳيا نمونا آهن.ننڍيون قدرون \(l_0\) جي نتيجي ۾ اعليٰ چوٽيءَ جي قوتن ۾.ٻيا ٻه پلاٽ شڪل 6a سان هڪجهڙائي رکن ٿا، جتي n ۽ \(K_x\) ناڪاري طور تي لاڳاپيل آهن ۽ \(V_{in}\) مثبت طور تي لاڳاپيل آهن.هي تجزيو اثر انداز ڪندڙ پيرا ميٽرن کي بيان ڪرڻ ۽ ترتيب ڏيڻ ۾ مدد ڪري ٿو جنهن جي ذريعي ڊرائيو سسٽم جي ٻاھران قوت، اسٽروڪ ۽ ڪارڪردگي ضرورتن ۽ ايپليڪيشنن کي ترتيب ڏئي سگھجي ٿو.
موجوده تحقيقي ڪم متعارف ڪرايو ۽ تحقيق ڪري ٿو درجه بندي ڊرائيو N سطحن سان.ٻن سطحن واري ترتيب ۾، جيئن تصوير 7a ۾ ڏيکاريل آهي، جتي پهرين سطح جي ايڪٽيوٽر جي هر SMA تار جي بدران، هڪ بيموڊل ترتيب حاصل ڪيو ويندو آهي، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.9e.انجير تي.7c ڏيکاري ٿو ته ڪيئن SMA تار هڪ متحرڪ بازو (معاون بازو) جي چوڌاري زخم ٿيل آهي جيڪو صرف ڊگھي رخ ۾ هلندو آهي.جڏهن ته، بنيادي متحرڪ بازو ساڳئي طريقي سان حرڪت جاري رکي ٿو جيئن پهرين اسٽيج ملٽي اسٽيج ايڪٽيوٽر جي متحرڪ بازو.عام طور تي، هڪ N-اسٽيج ڊرائيو ٺاهي ويندي آهي \(N-1\) اسٽيج SMA تار کي پهرين اسٽيج ڊرائيو سان تبديل ڪندي.نتيجي طور، هر شاخ پهرين اسٽيج ڊرائيو جي نقل ڪري ٿي، شاخ جي استثنا سان جيڪو پاڻ کي تار رکي ٿو.اهڙيءَ طرح، اندريون اڏاوتون ٺاهي سگھجن ٿيون جيڪي قوتون ٺاهين ٿيون جيڪي پرائمري ڊرائيو جي قوتن کان ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ آهن.هن مطالعي ۾، هر سطح لاء، مجموعي طور تي مؤثر SMA تار جي ڊيگهه 1 ميٽر جي حساب سان ورتو ويو، جيئن تصوير 7d ۾ ٽيبل جي شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.هر تار ذريعي ڪرنٽ هر يونيموڊل ڊيزائن ۾ ۽ هر هڪ SMA تار جي حصي ۾ نتيجو پريشر ۽ وولٽيج هر سطح تي ساڳيا آهن.اسان جي تجزياتي نموني جي مطابق، پيداوار جي قوت مثبت طور تي سطح سان لاڳاپو رکي ٿي، جڏهن ته بي گھرڻ منفي طور تي لاڳاپو آهي.ساڳئي وقت، بي گھرڻ ۽ عضلات جي طاقت جي وچ ۾ واپار بند ٿي ويو.جيئن تصوير ۾ ڏٺو ويو آهي.7b، جڏهن ته وڌ ۾ وڌ قوت حاصل ڪئي وئي آهي تہن جي وڏي تعداد ۾، سڀ کان وڏي بي گھرڻ جو مشاهدو هيٺين پرت ۾ ڪيو ويندو آهي.جڏهن درجه بندي جي سطح کي \(N=5\) تي مقرر ڪيو ويو، 2.58 kN جي چوٽي عضلاتي قوت 2 مشاهدو اسٽروڪس \(\upmu\)m سان ملي.ٻئي طرف، پهرين اسٽيج ڊرائيو 277 \(upmu\)m جي اسٽروڪ تي 150 N جي قوت پيدا ڪري ٿي.ملٽي ليول ايڪٽيوٽر حقيقي حياتياتي عضون کي نقل ڪرڻ جي قابل هوندا آهن، جتي مصنوعي عضلتون شڪل ياداشت جي الائيز تي ٻڌل هونديون آهن جيڪي واضح ۽ بهتر تحريڪن سان خاص طور تي اعلي قوتون پيدا ڪرڻ جي قابل هوندا آهن.هن ننڍڙي ٺهيل ڊيزائن جون حدون آهن ته جيئن درجه بندي وڌائي ٿي، حرڪت تمام گهٽجي ويندي آهي ۽ ڊرائيو جي پيداوار جي عمل جي پيچيدگي وڌائي ٿي.
(a) هڪ ٻه-اسٽيج (\(N=2\)) پرت واري شڪل واري ميموري الائي لڪير ايڪٽيوٽر سسٽم کي بيموڊل ترتيب ۾ ڏيکاريو ويو آهي.تجويز ڪيل ماڊل پهرين اسٽيج پرت ٿيل ايڪٽيوٽر ۾ SMA تار کي ٻئي سنگل اسٽيج پرت ٿيل ايڪٽيوٽر سان تبديل ڪندي حاصل ڪيو ويو آهي.(c) ٻئي اسٽيج ملٽي ليئر ايڪٽيوٽر جي خراب ٿيل ترتيب.(b) سطحن جي تعداد جي لحاظ سان قوتن ۽ بي گھرين جي تقسيم بيان ڪئي وئي آھي.اهو معلوم ڪيو ويو آهي ته ايڪٽيوٽر جي چوٽي قوت مثبت طور تي گراف تي اسڪيل سطح سان لاڳاپيل آهي، جڏهن ته اسٽروڪ منفي طور تي اسڪيل سطح سان لاڳاپيل آهي.هر تار ۾ موجوده ۽ پري وولٽيج هر سطح تي مسلسل رهي ٿو.(d) ٽيبل هر سطح تي نلڪن جو تعداد ۽ SMA تار (فائبر) جي ڊيگهه ڏيکاري ٿو.تارن جون خاصيتون انڊيڪس 1 جي ذريعي ظاهر ڪيون ويون آهن، ۽ ثانوي شاخن جو تعداد (هڪ پرائمري ٽنگ سان ڳنڍيل آهي) سبسڪرپٽ ۾ سڀ کان وڏي انگ سان اشارو ڪيو ويو آهي.مثال طور، سطح 5 تي، \(n_1\) هر بيموڊل ڍانچي ۾ موجود SMA تارن جي تعداد ڏانهن اشارو ڪري ٿو، ۽ \(n_5\) معاون پيرن جي تعداد ڏانهن اشارو ڪري ٿو (هڪ مکيه ٽنگ سان ڳنڍيل آهي).
ڪيترن ئي محققن پاران مختلف طريقا تجويز ڪيا ويا آهن SMAs جي رويي کي شڪل جي ياداشت سان ماڊل ڪرڻ لاءِ، جن تي دارومدار رکي ٿو thermomechanical خاصيتن سان گڏ ڪرسٽل ڍانچي ۾ ميڪرو اسڪوپي تبديلين سان لاڳاپيل مرحلن جي منتقلي سان.آئيني طريقن جي ٺهڻ فطري طور تي پيچيده آهي.سڀ کان وڌيڪ عام طور تي استعمال ٿيل رجحاناتي ماڊل Tanaka28 پاران تجويز ڪيل آهي ۽ وڏي پيماني تي انجنيئرنگ ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندو آهي.تناڪا [28] پاران پيش ڪيل فينومولوجيڪل ماڊل فرض ڪري ٿو ته مارٽين سائٽ جو حجم حصو گرمي پد ۽ دٻاءُ جو هڪ نمايان ڪم آهي.بعد ۾، Liang ۽ Rogers29 ۽ Brinson30 ھڪڙو نمونو پيش ڪيو جنھن ۾ مرحلن جي منتقلي جي متحرڪ کي وولٹیج ۽ گرمي پد جي ڪوسائن فعل طور فرض ڪيو ويو، ماڊل ۾ معمولي تبديلين سان.بيڪر ۽ برنسن تجويز ڪيو هڪ مرحلو ڊاگرام جي بنياد تي ڪائنيٽيڪ ماڊل کي ماڊل ڪرڻ لاءِ SMA مواد جي رويي کي منصفانه لوڊ ڪرڻ جي حالتن سان گڏوگڏ جزوي منتقلي.بنرجي 32 بيڪر ۽ برنسن 31 فيز ڊاگرام ڊينامڪس جو طريقو استعمال ڪري ٿو هڪ واحد درجي جي آزاديءَ جي ڦيرڦار کي تخليق ڪرڻ لاءِ جيڪو الاهينيا ۽ احمدين 33 پاران تيار ڪيو ويو آهي.فيز ڊاگرامس جي بنياد تي متحرڪ طريقا، جيڪي وولٹیج ۾ گرمي پد ۾ غير مونوٽونڪ تبديلي کي مدنظر رکن ٿا، انجنيئرنگ ايپليڪيشنن ۾ لاڳو ڪرڻ ڏکيو آهي.الخينيا ۽ احمدين موجوده رجحاناتي ماڊلز جي انهن خامين ڏانهن ڌيان ڇڪايو ۽ ڪنهن به پيچيده لوڊشيڊنگ جي حالتن هيٺ شڪل جي يادگيري جي رويي جو تجزيو ۽ وضاحت ڪرڻ لاءِ هڪ وڌايل رجحاناتي ماڊل تجويز ڪيو.
SMA تار جو structural ماڊل SMA تار جو دٻاءُ (\(\sigma\))، strain (\(\epsilon\))، گرمي پد (T)، ۽ مارٽين سائٽ حجم فريڪشن (\(\xi\)) ڏئي ٿو.phenomenological آئيني ماڊل پهريون ڀيرو Tanaka28 پاران تجويز ڪيو ويو ۽ بعد ۾ Liang29 ۽ Brinson30 پاران اختيار ڪيو ويو.مساوات جو نڪتل فارم آهي:
جتي E مرحلو منحصر SMA نوجوان جو ماڊيولس استعمال ڪري حاصل ڪيو ويو آهي \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) ۽ \(E_A\) ۽ \(E_M\) ينگ جي ماڊلس جي نمائندگي ڪن ٿا، بالترتيب austenitic ۽ martensitic مرحلا آهن، ۽ coepan جي ظاھر ڪئي وئي آھي.مرحلي جي منتقلي جو حصو آهي \(\Omega = -E \epsilon _L\) ۽ \(\epsilon _L\) SMA تار ۾ وڌ کان وڌ وصولي وارو دٻاءُ آهي.
فيز ڊائنامڪس جي مساوات ليانگ 29 پاران تيار ڪيل ڪوسائن فنڪشن سان ٺهڪي اچي ٿي ۽ بعد ۾ برنسن 30 طرفان اختيار ڪئي وئي بجاءِ تنڪا 28 پاران تجويز ڪيل توسيع واري فعل جي.فيز ٽرانزيشن ماڊل ايلاخينيا ۽ احمدين 34 پاران تجويز ڪيل ماڊل جي هڪ توسيع آهي ۽ ليانگ29 ۽ برنسن 30 پاران ڏنل مرحلن جي منتقلي جي حالتن جي بنياد تي تبديل ڪئي وئي آهي.هن مرحلي جي منتقلي جي ماڊل لاءِ استعمال ڪيل حالتون پيچيده Thermomechanical لوڊ تحت صحيح آهن.وقت جي هر لمحي تي، مارٽينائٽ جي حجم جي ڀاڱي جو قدر ڳڻيو ويندو آهي جڏهن آئيني مساوات کي ماڊل ڪندي.
گورننگ ريٽرانسفارميشن مساوات، جنهن جو اظهار ڪيو ويو آهي ته مارٽينائٽ جي تبديليءَ سان آسٽنائٽ کي گرميءَ جي حالتن هيٺ، هن ريت آهي:
جتي \(\xi\) martensite جو حجم حصو آهي، \(\xi _M\) گرم ڪرڻ کان اڳ حاصل ڪيل مارٽين سائٽ جو حجم حصو آهي، \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\)، \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) ۽ \(C_A-A/C_A/C_A\) ۽ \(C_Aire، ٽمپيچر \ (C_A) پيرا ميٽر \ (C_A) پيرا ميٽر. s\) ۽ \(A_f\) - شروعاتي ۽ پڇاڙيءَ جي آسٽنائٽ مرحلي جي ترتيب، درجه حرارت.
سڌي ڦيرڦار جي ڪنٽرول مساوات، جنهن کي ظاھر ڪيو ويو آھي مرحلن جي تبديليءَ جي ذريعي austenite to martensite جي ٿڌي حالتن ۾، ھي آھي:
جتي \(\xi _A\) ٿڌي ٿيڻ کان اڳ حاصل ڪيل مارٽينائٽ جو حجم حصو آهي، \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\)، \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) ۽ \ (C_M \) - وکر لڳائڻ جا پيرا ميٽر، T - SMA \ فائنل \ (T-SMA wires - M/Temperatures) شروعاتي \ (T-SMA _ M_Final) گرمي پد _M _ ايم ايف) ، ترتيب سان.
مساواتن (3) ۽ (4) ۾ فرق ٿيڻ کان پوءِ، انورس ۽ سڌي ڦيرڦار جي مساواتن کي هيٺين شڪل ۾ آسان ڪيو ويو آهي:
اڳتي ۽ پوئتي موٽڻ دوران \(\eta _{\sigma}\) ۽ \(\eta _{T}\) مختلف قدر کڻندا آهن.\(\eta _{\sigma}\) ۽ \(\eta _{T}\) سان لاڳاپيل بنيادي مساواتون اخذ ڪيون ويون آهن ۽ اضافي سيڪشن ۾ تفصيل سان بحث ڪيون ويون آهن.
SMA تار جي درجه حرارت کي وڌائڻ لاءِ گهربل حرارتي توانائي جول حرارتي اثر مان ايندي آهي.SMA تار پاران جذب ٿيل يا جاري ڪيل حرارتي توانائي کي ظاھر ڪيو ويندو آھي تبديلي جي ويڪرائي گرمي جي ذريعي.SMA تار ۾ گرميءَ جو نقصان زبردستي ڪنويڪيشن جي ڪري آهي، ۽ تابڪاري جي غير معمولي اثر جي ڪري، گرمي جي توانائي جي توازن جي مساوات هن ريت آهي:
جتي \(m_{wire}\) SMA تار جو ڪل ماس آهي، \(c_{p}\) SMA جي مخصوص گرمي جي گنجائش آهي، \(V_{in}\) تار تي لاڳو ٿيل وولٹیج آهي، \(R_{ohm} \ ) – مرحلي تي منحصر مزاحمت SMA، جيئن بيان ڪيل آهي؛\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) جتي \(r_M\ ) ۽ \(r_A\) آهن SMA مرحلي جي مزاحمتي صلاحيت مارٽين سائٽ ۽ آسٽنائٽ ۾، بالترتيب، \(A_{c}\) آهي SMA اسٽيج جي مزاحمتي صلاحيت سان، \(A_{c}\) آهي \\ S ميموري جي مٿاڇري واري ايراضي \\ آهي.تار جي منتقلي جي پوشيده گرمي، T ۽ \(T_{\infty}\) SMA تار ۽ ماحول جي درجه حرارت آهن، ترتيب سان.
جڏهن هڪ شڪل ياداشت واري مصر واري تار کي ڪم ڪيو ويندو آهي، تار کي دٻايو ويندو آهي، بيموڊل ڊيزائن جي هر شاخ ۾ هڪ قوت ٺاهي ٿي جنهن کي فائبر فورس سڏيو ويندو آهي.SMA تار جي هر اسٽرينڊ ۾ فائبرن جون قوتون گڏجي عضلاتي قوت پيدا ڪن ٿيون، جيئن تصوير 9e ۾ ڏيکاريل آهي.هڪ باصلاحيت اسپرنگ جي موجودگي جي ڪري، Nth multilayer actuator جي ڪل عضلاتي قوت آهي:
متبادل ڪرڻ \(N = 1\) مساوات (7) ۾، پهرين اسٽيج بيموڊال ڊرائيو پروٽوٽائپ جي عضلاتي قوت هن ريت حاصل ڪري سگهجي ٿي:
جتي n unimodal ٽنگن جو تعداد آهي، \(F_m\) ڊرائيو ذريعي پيدا ٿيندڙ عضلاتي قوت آهي، \(F_f\) SMA تار ۾ فائبر جي طاقت آهي، \(K_x\) تعصب جي سختي آهي.spring، \(\alpha\) ٽڪنڊي جو زاويو آهي، \(x_0\) SMA ڪيبل کي پري-ٽينشن واري پوزيشن ۾ رکڻ لاءِ bias اسپرنگ جو شروعاتي آفسيٽ آهي، ۽ \(\Delta x\) آهي ايڪٽيوٽر ٽريول.
ڊرائيو جي ڪل بي گھرڻ يا حرڪت (\(\Delta x\)) Nth اسٽيج جي SMA تار تي وولٹیج (\(\sigma\)) ۽ strain (\(\epsilon\)) تي منحصر آهي، ڊرائيو کي سيٽ ڪيو ويو آهي (ڏسو تصوير. آئوٽ جو اضافي حصو):
ڪائنيميٽڪ مساواتون ڊرائيو ڊفارميشن (\(\epsilon\)) ۽ بي گھرڻ يا بي گھرڻ (\(\Delta x\)) جي وچ ۾ لاڳاپو ڏين ٿيون.آرب تار جي شروعاتي آرب تار جي ڊگھائي (\(l_0\)) ۽ تار جي ڊگھائي (l) جي ڪم جي طور تي ڪنهن به وقت ٽي هڪ unimodal شاخ ۾ هن ريت آهي:
جتي \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) حاصل ڪيو وڃي ٿو ڪوسائن فارمولا لاڳو ڪرڻ سان \(\Delta\)ABB' ۾، جيئن شڪل 8 ۾ ڏيکاريل آهي. پهرين اسٽيج ڊرائيو لاءِ (\N\D\1) (\N\\1) آهي \N\1 (\N\1) ta x\)، ۽ \(\alpha _1\) آهي \(\alpha \) جيئن تصوير 8 ۾ ڏيکاريل آهي، مساوات (11) کان وقت کي فرق ڪندي ۽ l جي قيمت کي متبادل ڪندي، دٻاءُ جي شرح لکي سگهجي ٿي:
جتي \(l_0\) SMA تار جي شروعاتي ڊگھائي آھي، l ڪنھن به وقت تار جي ڊگھائي آھي t ھڪڙي unimodal برانچ ۾، \(\epsilon\) SMA تار ۾ ٺاھيل ويڪرائي آھي، ۽ \(\alpha \) ٽڪنڊي جو زاويو آھي، \(\Delta x\) ڊرائيو آف سيٽ ۾ ڏيکاريل آھي Figure (8).
سڀئي n سنگل چوٽي جي جوڙجڪ (\(n=6\) هن شڪل ۾) ان پٽ وولٽيج جي طور تي \(V_{in}\) سان سيريز ۾ ڳنڍيل آهن.اسٽيج I: صفر وولٽيج جي حالتن هيٺ بيموڊل ڪنفيگريشن ۾ SMA تار جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام اسٽيج II: هڪ ڪنٽرول ٿيل ڍانچي ڏيکاريو ويو آهي جتي SMA تار انورس ڪنورشن جي ڪري دٻجي وئي آهي، جيئن ڳاڙهي لڪير سان ڏيکاريل آهي.
تصور جي ثبوت جي طور تي، تجرباتي نتيجن سان گڏ بنيادي مساواتن جي نقلي نڪتل کي جانچڻ لاءِ SMA-بنياد بيموڊل ڊرائيو تيار ڪئي وئي.bimodal linear actuator جو CAD ماڊل تصوير ۾ ڏيکاريو ويو آھي.9a.ٻئي طرف، انجير ۾.9c ڏيکاري ٿو هڪ نئين ڊيزائن لاءِ تجويز ڪيل هڪ گھمڻ واري پرزميٽڪ ڪنيڪشن لاءِ هڪ ٻه جهاز SMA-based actuator استعمال ڪندي هڪ bimodal ڍانچي سان.ڊرائيو جا حصا هڪ الٽيميڪر 3 توسيع ٿيل 3D پرنٽر تي اضافو پيداوار استعمال ڪندي ٺاهيا ويا.اجزاء جي 3D ڇپائيءَ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد پولي ڪاربونيٽ آهي جيڪو گرميءَ جي مزاحمتي مواد لاءِ موزون آهي ڇاڪاڻ ته اهو مضبوط، پائدار ۽ اعليٰ شيشي جي منتقلي جي درجه حرارت (110-113 \(^{\circ}\) C) آهي.ان کان سواء، Dynalloy, Inc. Flexinol شڪل ياداشت مصر جي تار تجربن ۾ استعمال ڪيو ويو، ۽ Flexinol تار سان ملندڙ مادي ملڪيتن کي تخليق ۾ استعمال ڪيو ويو.گھڻن SMA تارن کي منظم ڪيو ويو آھي فائبر جي طور تي موجود عضلات جي بيموڊل ترتيب ۾ ملٽي ليئر ايڪٽيوٽرز پاران پيدا ٿيندڙ اعلي قوتن کي حاصل ڪرڻ لاءِ، جيئن تصوير 9b، ڊي ۾ ڏيکاريل آھي.
جيئن تصوير 9a ۾ ڏيکاريل آهي، متحرڪ بازو SMA تار مان ٺهيل تيز زاويه کي زاويه (\(\alpha\)) چئبو آهي.کاٻي ۽ ساڄي ڪلمپس سان ڳنڍيل ٽرمينل ڪلمپس سان، SMA تار کي گهربل بيموڊل زاويه تي رکيل آهي.اسپرنگ ڪنيڪٽر تي رکيل بيس اسپرنگ ڊيوائس مختلف بيس اسپرنگ ايڪسٽينشن گروپن کي SMA فائبر جي تعداد (n) مطابق ترتيب ڏيڻ لاءِ ٺهيل آهي.ان کان علاوه، ھلندڙ حصن جي جڳھ کي ڊزائين ڪيو ويو آھي ته جيئن SMA تار جبري ڪنوڪشن کولنگ لاءِ خارجي ماحول جي سامهون اچي.ڌار ٿيڻ واري اسيمبليءَ جي مٿين ۽ هيٺان پليٽون وزن گھٽائڻ لاءِ ٺهيل Extruded cutouts سان SMA تار کي ٿڌي رکڻ ۾ مدد ڪن ٿيون.ان کان علاوه، سي ايم اي تار جي ٻنهي پڇاڙين کي ترتيب سان کاٻي ۽ ساڄي ٽرمينل تي مقرر ڪيو ويو آهي، ترتيب سان، هڪ ڪرمپ جي ذريعي.مٿاهين ۽ هيٺان پليٽن جي وچ ۾ ڪليئرنس برقرار رکڻ لاءِ متحرڪ اسيمبليءَ جي هڪ ڇيڙي سان پلنجر جڙيل آهي.پلنگر پڻ استعمال ڪيو ويندو آهي بلاڪنگ فورس کي سينسر تي هڪ رابطي ذريعي لاڳو ڪرڻ لاءِ بلاڪنگ قوت کي ماپڻ لاءِ جڏهن SMA تار کي ڪم ڪيو ويندو آهي.
bimodal عضلاتي ڍانچي SMA برقي طور تي سيريز ۾ ڳنڍيل آهي ۽ ان پٽ پلس وولٹیج جي ذريعي طاقتور آهي.وولٹیج پلس چڪر جي دوران، جڏهن وولٹیج لاڳو ٿئي ٿي ۽ SMA تار کي گرم ڪيو وڃي ٿو آسٽنائٽ جي شروعاتي درجه حرارت کان مٿي، هر اسٽينڊ ۾ تار جي ڊيگهه کي ننڍو ڪيو ويندو آهي.هي واپسي حرڪت واري بازو جي سبسائيبل کي چالو ڪري ٿو.جڏهن ساڳئي چڪر ۾ وولٹیج کي صفر ڪيو ويو، گرم SMA تار کي مارٽينائٽ جي مٿاڇري جي درجه حرارت کان هيٺ ٿڌو ڪيو ويو، ان ڪري ان جي اصلي پوزيشن ڏانهن موٽڻ.زيرو دٻاءُ واري حالتن ۾، SMA تار پهريون ڀيرو غير فعال طور تي تعصب واري اسپرنگ ذريعي وڌايو ويو آهي ته جيئن detwinned martensitic رياست تائين پهچي وڃي.اسڪرو، جنهن جي ذريعي SMA تار گذري ٿو، SMA تار تي وولٹیج پلس لاڳو ڪرڻ سان پيدا ٿيل کمپريشن جي ڪري هلندي آهي (SPA austenite مرحلي تائين پهچندي آهي)، جيڪو متحرڪ ليور جي عمل جي ڪري ٿي.جڏهن SMA تار کي واپس ورتو ويندو آهي، تعصب بهار بهار کي اڳتي وڌائڻ سان هڪ مخالف قوت ٺاهي ٿو.جڏهن امپلس وولٽيج ۾ دٻاءُ صفر ٿي وڃي ٿو، ايس ايم اي تار ڊگھي ٿي وڃي ٿي ۽ ان جي شڪل تبديل ڪري ٿي جڏهن زبردستي ڪنوڪشن کولنگ جي ڪري، ڊبل مارٽينيٽڪ مرحلي تائين پهچي ٿي.
تجويز ڪيل SMA-بنياد لڪير ايڪٽيوٽر سسٽم ۾ هڪ بيموڊل ترتيب ڏنل آهي جنهن ۾ SMA تارون زاويه آهن.(a) پروٽوٽائپ جي هڪ CAD ماڊل کي ظاهر ڪري ٿو، جيڪو ڪجهه حصن جو ذڪر ڪري ٿو ۽ پروٽوٽائپ لاء انهن جي معني، (b، d) ترقي يافته تجرباتي پروٽوٽائپ 35 جي نمائندگي ڪري ٿو.جڏهن ته (b) ڏيکاري ٿو پروٽوٽائپ جو مٿاهون منظر برقي ڪنيڪشن سان ۽ تعصب اسپرنگس ۽ استعمال ٿيل اسٽين گيجز سان، (d) ڏيکاري ٿو سيٽ اپ جي هڪ نقطي نظر.(e) هڪ لڪير واري عمل واري نظام جو خاڪو SMA تارن سان ڪنهن به وقت تي بيموڊ طور تي رکيل آهي، فائبر ۽ عضلات جي طاقت جي هدايت ۽ ڪورس ڏيکاريندي.(c) هڪ 2-DOF گھمڻ وارو پرزميٽڪ ڪنيڪشن تجويز ڪيو ويو آهي ٻن جهازن جي SMA-بنياد ايڪٽيوٽر کي ترتيب ڏيڻ لاءِ.جيئن ڏيکاريل آهي، لنڪ لڪير واري حرڪت کي هيٺئين ڊرائيو کان مٿين بازو ڏانهن منتقل ڪري ٿو، هڪ گردش ڪنيڪشن ٺاهي ٿو.ٻئي طرف، پرزم جي جوڙي جي حرڪت ساڳي ئي آهي جيئن ملٽي ليئر پهرين اسٽيج ڊرائيو جي حرڪت.
SMA جي بنياد تي بيموڊل ڊرائيو جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ تصوير 9b ۾ ڏيکاريل پروٽوٽائپ تي هڪ تجرباتي مطالعو ڪيو ويو.جيئن ته شڪل 10a ۾ ڏيکاريل آهي، تجرباتي سيٽ اپ تي مشتمل آهي پروگراميبل ڊي سي پاور سپلائي ان پٽ وولٽيج جي فراهمي لاءِ SMA تارن کي.جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.10b، هڪ پيزو اليڪٽرڪ اسٽين گيج (PACEline CFT/5kN) استعمال ڪيو ويو بلاڪنگ فورس کي ماپڻ لاءِ هڪ گرافڪ GL-2000 ڊيٽا لاگر استعمال ڪندي.ڊيٽا وڌيڪ مطالعي لاء ميزبان طرفان رڪارڊ ڪيو ويو آهي.اسٽرين گيجز ۽ چارج ايمپليفائرز کي وولٹیج سگنل پيدا ڪرڻ لاءِ مسلسل بجلي جي فراهمي جي ضرورت هوندي آهي.لاڳاپيل سگنلن کي پيزو اليڪٽرڪ فورس سينسر جي حساسيت جي مطابق پاور آئوٽ پُٽ ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي ۽ ٻين پيرا ميٽرن جي مطابق جيئن جدول 2 ۾ بيان ڪيو ويو آهي. جڏهن وولٽيج پلس لاڳو ٿئي ٿي، SMA تار جو گرمي پد وڌي ٿو، جنهن ڪري SMA تار کي دٻايو وڃي ٿو، جيڪو عمل ڪندڙ کي مجبور ڪري ٿو.7 V جي ان پٽ وولٽيج پلس ذريعي عضلات جي طاقت جي پيداوار جا تجرباتي نتيجا انجير ۾ ڏيکاريا ويا آهن.2a.
(a) هڪ SMA-بنياد لڪير ايڪٽيوٽر سسٽم قائم ڪيو ويو تجربو ۾ ايڪٽيوٽر پاران ٺاهيل قوت کي ماپڻ لاءِ.لوڊ سيل کي بلاڪ ڪرڻ واري قوت کي اپاء ڪري ٿو ۽ 24 V DC پاور سپلائي طرفان طاقتور آهي.هڪ 7 V وولٹیج ڊراپ هڪ GW Instek پروگرامبل ڊي سي پاور سپلائي استعمال ڪندي ڪيبل جي پوري ڊيگهه سان لاڳو ڪيو ويو.SMA تار گرميءَ جي ڪري سڪي ٿي، ۽ متحرڪ بازو لوڊ سيل سان رابطو ڪري ٿو ۽ بلاڪ ڪرڻ واري قوت کي استعمال ڪري ٿو.لوڊ سيل GL-2000 ڊيٽا لاگر سان ڳنڍيل آهي ۽ ڊيٽا وڌيڪ پروسيسنگ لاء ميزبان تي ذخيرو ٿيل آهي.(b) ڊاگرام ڏيکاري ٿو تجرباتي سيٽ اپ جي اجزاء جو سلسلو عضلات جي طاقت کي ماپڻ لاء.
شڪل ياداشت جا مرکب حرارتي توانائي سان پرجوش آهن، تنهنڪري درجه حرارت شڪل ياداشت جي رجحان جي مطالعي لاء هڪ اهم پيٽرولر بڻجي ويندو آهي.تجرباتي طور تي، جيئن تصوير 11a ۾ ڏيکاريو ويو آهي، حرارتي تصويرن ۽ درجه حرارت جي ماپ هڪ پروٽوٽائپ SMA-based divalerate actuator تي ڪئي وئي.هڪ پروگراميبل ڊي سي ماخذ تجرباتي سيٽ اپ ۾ SMA تارن تي ان پٽ وولٽيج لاڳو ڪيو، جيئن تصوير 11b ۾ ڏيکاريل آهي.SMA تار جي گرمي پد جي تبديلي حقيقي وقت ۾ ماپ ڪئي وئي هڪ اعلي ريزوليوشن LWIR ڪئميرا (FLIR A655sc) استعمال ڪندي.ميزبان وڌيڪ پوسٽ پروسيسنگ لاءِ ڊيٽا کي رڪارڊ ڪرڻ لاءِ ResearchIR سافٽ ويئر استعمال ڪري ٿو.جڏهن هڪ وولٹیج پلس لاڳو ٿئي ٿي، SMA تار جو گرمي پد وڌائي ٿو، SMA تار کي ڇڪڻ جو سبب بڻائيندو آهي.انجير تي.شڪل 2b 7V ان پٽ وولٹیج پلس لاءِ وقت جي مقابلي ۾ SMA تار جي درجه حرارت جي تجرباتي نتيجن کي ڏيکاري ٿو.
پوسٽ جو وقت: سيپٽمبر-28-2022