Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රවුසර අනුවාදයට සීමිත CSS සහය ඇත.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රිය කරන්න).මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය ලබා දෙන්නෙමු.
ක්‍රියාකාරක සෑම තැනකම භාවිතා වන අතර නිෂ්පාදන සහ කාර්මික ස්වයංක්‍රීයකරණයේ විවිධ මෙහෙයුම් සිදු කිරීම සඳහා නිවැරදි උත්තේජක බලය හෝ ව්‍යවර්ථය යෙදීමෙන් පාලිත චලිතයක් නිර්මාණය කරයි.වේගවත්, කුඩා සහ වඩා කාර්යක්ෂම ධාවකයන් සඳහා අවශ්‍යතාවය ඩ්‍රයිව් නිර්මාණයේ නව්‍යකරණයට හේතු වේ.Shape Memory Alloy (SMA) ධාවකයන් සාම්ප්‍රදායික ඩ්‍රයිව්වලට වඩා වාසි ගණනාවක් ලබා දෙයි, ඉහළ බලයට බර අනුපාතයක් ඇතුළුව.මෙම නිබන්ධනයේ දී, ජීව විද්‍යාත්මක පද්ධතිවල පිහාටු සහිත මාංශ පේශිවල වාසි සහ SMA වල අද්විතීය ගුණාංග ඒකාබද්ධ කරන පිහාටු දෙකකින් යුත් SMA මත පදනම් වූ ක්‍රියාකාරකයක් සංවර්ධනය කරන ලදී.මෙම අධ්‍යයනය Bimodal SMA වයර් සැකැස්ම මත පදනම්ව නව ක්‍රියාකාරකයේ ගණිතමය ආකෘතියක් සංවර්ධනය කිරීමෙන් සහ එය පර්යේෂණාත්මකව පරීක්‍ෂා කිරීමෙන් පෙර SMA ක්‍රියාකාරක ගවේෂණය කරයි.SMA මත පදනම් වූ දන්නා ධාවකයන් හා සසඳන විට, නව ධාවකයේ ක්‍රියාකාරී බලය අවම වශයෙන් 5 ගුණයකින් වැඩි වේ (150 N දක්වා).අනුරූප බර අඩු වීම 67% ක් පමණ වේ.ගණිතමය ආකෘතිවල සංවේදීතා විශ්ලේෂණයේ ප්රතිඵල සැලසුම් පරාමිතීන් සුසර කිරීම සහ ප්රධාන පරාමිතීන් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා ප්රයෝජනවත් වේ.මෙම අධ්‍යයනය මඟින් ගතිකත්වය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීමට භාවිතා කළ හැකි බහු මට්ටමේ Nth අදියර ධාවකයක් තවදුරටත් ඉදිරිපත් කරයි.SMA මත පදනම් වූ dipvalerate මාංශ පේශි ක්‍රියාකරුවන්ට ගොඩනැගිලි ස්වයංක්‍රීයකරණයේ සිට නිරවද්‍ය ඖෂධ බෙදා හැරීමේ පද්ධති දක්වා පුළුල් පරාසයක යෙදුම් ඇත.
ක්ෂීරපායීන්ගේ මාංශපේශී ව්‍යුහයන් වැනි ජීව විද්‍යාත්මක පද්ධති බොහෝ සියුම් ක්‍රියාකාරක සක්‍රිය කළ හැක1.ක්ෂීරපායින්ට විවිධ මාංශ පේශි ව්‍යුහයන් ඇත, ඒ සෑම එකක්ම නිශ්චිත අරමුණක් ඉටු කරයි.කෙසේ වෙතත්, ක්ෂීරපායී මාංශ පේශි පටක ව්යුහයේ බොහෝමයක් පුළුල් කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය.සමාන්තර සහ පංච.hamstrings සහ අනෙකුත් flexors වල, නමට අනුව, සමාන්තර පේශිවල මධ්යම කණ්ඩරාවට සමාන්තරව මාංශ පේශි තන්තු ඇත.මාංශ පේශි තන්තු දාමය පෙලගැසී ඇති අතර ඒවා වටා ඇති සම්බන්ධක පටක මගින් ක්‍රියාකාරීව සම්බන්ධ වේ.මෙම මාංශ පේශි විශාල විනෝද චාරිකාවක් (ප්‍රතිශතයක් කෙටි කිරීම) ඇති බව පැවසුවද, ඒවායේ සමස්ත මාංශ පේශි ශක්තිය ඉතා සීමිතය.ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ට්‍රයිසෙප්ස් කැල්ෆ් මාංශ පේශි 2 (පාර්ශ්වික ගැස්ට්‍රොක්නීමියස් (ජීඑල්) 3, මධ්‍ය ගැස්ට්‍රොක්නීමියස් (ජීඑම්) 4 සහ සෝලියස් (එස්ඕඑල්)) සහ එක් එක් මාංශ පේශිවල 5,6 පංච මාංශ පේශිවල දක්නට ලැබේ.pinnate ව්‍යුහයක, bipennate musculature හි ඇති පේශි තන්තු මධ්‍යම කණ්ඩරාවේ දෙපැත්තේ ආනත කෝණවල (pinnate angles) පවතී.Pennate යනු ලතින් වචනයක් වන "penna" වලින් පැමිණේ, එහි අර්ථය "පෑන", සහ, රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි.1 පිහාටු වැනි පෙනුමක් ඇත.pennate මාංශ පේශිවල තන්තු කෙටි වන අතර මාංශ පේශිවල කල්පවත්නා අක්ෂයට කෝණික වේ.pinnate ව්යුහය හේතුවෙන්, මෙම මාංශ පේශිවල සමස්ත සංචලනය අඩු වන අතර, එය කෙටි කිරීමේ ක්රියාවලියේ තීර්යක් සහ කල්පවත්නා සංරචක වලට මග පාදයි.අනෙක් අතට, මෙම මාංශ පේශි සක්‍රීය කිරීම භෞතික විද්‍යාත්මක හරස්කඩ ප්‍රදේශය මනිනු ලබන ආකාරය හේතුවෙන් සමස්ත මාංශ පේශි ශක්තිය ඉහළ යයි.එබැවින්, ලබා දී ඇති හරස්කඩ ප්රදේශයක් සඳහා, pennate මාංශ පේශි ශක්තිමත් වන අතර සමාන්තර තන්තු සහිත මාංශ පේශිවලට වඩා ඉහළ බලවේග උත්පාදනය කරනු ඇත.එක් එක් තන්තු මගින් ජනනය වන බලවේග එම මාංශ පේශි පටක වල සාර්ව මට්ටමින් මාංශ පේශි බලවේග උත්පාදනය කරයි.මීට අමතරව, එය වේගවත් හැකිලීම, ආතන්ය හානිවලින් ආරක්ෂා වීම, කුෂන් කිරීම වැනි එවැනි අද්විතීය ගුණාංග ඇත.එය මාංශ පේශි රේඛා හා සම්බන්ධ තන්තු සැකැස්මේ අද්විතීය ලක්ෂණ සහ ජ්‍යාමිතික සංකීර්ණත්වය උපයෝගී කර ගනිමින් තන්තු ආදානය සහ මාංශ පේශි බලය ප්‍රතිදානය අතර සම්බන්ධතාවය පරිවර්තනය කරයි.
Bimodal muscular architecture එකකට අදාළව දැනට පවතින SMA-පාදක ක්‍රියාකාරක සැලසුම්වල ක්‍රමානුරූප රූපසටහන් පෙන්වා ඇත, උදාහරණයක් ලෙස (a), SMA වයර් මගින් ක්‍රියාත්මක කරන ලද අතින් හැඩැති උපාංගයක් රෝද දෙකේ ස්වයංක්‍රීය ජංගම රොබෝවක් මත සවි කර ඇති ස්පර්ශක බලයේ අන්තර්ක්‍රියාව නියෝජනය කරයි., (ආ) ප්‍රතිවිරෝධී ලෙස ස්ථානගත කර ඇති SMA වසන්ත-පටවන ලද කක්ෂික කෘත්‍රීම කෘත්‍රීම රොබෝටික් කක්ෂීය කෘතිම කෘත්‍රීමය.කෘත්‍රිම ඇසේ පිහිටීම පාලනය වන්නේ ඇසේ අක්ෂි මාංශ පේශී වලින් ලැබෙන සංඥාවක් මගිනි, (c) SMA ක්‍රියාකාරක ඒවායේ ඉහළ සංඛ්‍යාත ප්‍රතිචාරය සහ අඩු කලාප පළල හේතුවෙන් දිය යට යෙදීම් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.මෙම වින්‍යාසයේදී, මාළුන්ගේ චලනය අනුකරණය කරමින් තරංග චලිතයක් නිර්මාණය කිරීමට SMA ක්‍රියාකරුවන් භාවිතා කරයි, (d) නාලිකාව 10 තුළ SMA වයර් චලනය කිරීමෙන් පාලනය වන අඟල් පණුවා චලිත මූලධර්මය භාවිතා කළ හැකි ක්ෂුද්‍ර නල පරීක්ෂණ රොබෝවක් නිර්මාණය කිරීමට SMA ක්‍රියාකරුවන් භාවිතා කරයි, (ඉ) හැකිලීමේ දිශාව පෙන්නුම් කරයි මාංශ පේශි තන්තු වල සංකෝචනය වන දිශාව පෙන්නුම් කරයි. pennate මාංශ පේශි ව්යුහය තුළ මාංශ පේශි තන්තු.
ඒවායේ පුළුල් පරාසයක යෙදීම් හේතුවෙන් ක්‍රියාකරුවන් යාන්ත්‍රික පද්ධතිවල වැදගත් අංගයක් වී ඇත.එබැවින්, කුඩා, වේගවත් හා වඩා කාර්යක්ෂම ධාවකයන් සඳහා අවශ්යතාවය තීරණාත්මක වේ.ඔවුන්ගේ වාසි තිබියදීත්, සාම්ප්රදායික ධාවකයන් මිල අධික හා නඩත්තු කිරීමට කාලය වැය වන බව ඔප්පු වී ඇත.හයිඩ්‍රොලික් සහ වායුමය ක්‍රියාකාරක සංකීර්ණ සහ මිල අධික වන අතර ඒවා ඇඳීමට, ලිහිසි කිරීමේ ගැටළු සහ සංරචක අසාර්ථක වීමට යටත් වේ.ඉල්ලුමට ප්‍රතිචාර වශයෙන්, ස්මාර්ට් ද්‍රව්‍ය මත පදනම්ව පිරිවැය-ඵලදායී, ප්‍රමාණ-ප්‍රශස්ත සහ උසස් ක්‍රියාකාරක සංවර්ධනය කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කෙරේ.සිදුවෙමින් පවතින පර්යේෂණ මෙම අවශ්‍යතාවය සපුරාලීම සඳහා හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ (SMA) ස්ථර ක්‍රියාකාරක දෙස බලයි.ධූරාවලි ක්‍රියාකරුවන් සුවිශේෂී වන්නේ ඒවා බොහෝ විවික්ත ක්‍රියාකාරක ජ්‍යාමිතික වශයෙන් සංකීර්ණ සාර්ව පරිමාණ උප පද්ධති බවට ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් වැඩි වූ සහ පුළුල් වූ ක්‍රියාකාරීත්වයක් ලබා දීමයි.මේ සම්බන්ධයෙන්, ඉහත විස්තර කර ඇති මානව මාංශ පේශි පටක එවැනි බහු ස්ථර ක්‍රියාකාරීත්වයේ විශිෂ්ට බහු ස්ථර උදාහරණයක් සපයයි.වර්තමාන අධ්‍යයනය මගින් සමස්ත ධාවකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරන Bimodal මාංශ පේශිවල පවතින තන්තු දිශානතියට පෙළගස්වා ඇති තනි ධාවක මූලද්‍රව්‍ය (SMA වයර්) කිහිපයක් සහිත බහු මට්ටමේ SMA ධාවකයක් විස්තර කරයි.
ක්‍රියාකාරකයක ප්‍රධාන අරමුණ වන්නේ විද්‍යුත් ශක්තිය පරිවර්තනය කිරීමෙන් බලය සහ විස්ථාපනය වැනි යාන්ත්‍රික බල ප්‍රතිදානය උත්පාදනය කිරීමයි.හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ යනු ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඒවායේ හැඩය යථා තත්වයට පත් කළ හැකි “ස්මාර්ට්” ද්‍රව්‍ය පන්තියකි.ඉහළ බරක් යටතේ, SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය වැඩිවීම හැඩය යථා තත්ත්වයට පත් කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විවිධ සෘජු බන්ධන ස්මාර්ට් ද්‍රව්‍ය හා සසඳන විට ඉහළ ක්‍රියාකාරී ශක්ති ඝනත්වයක් ඇති වේ.ඒ සමගම, යාන්ත්රික පැටවීම් යටතේ, SMAs බිඳෙනසුලු වේ.ඇතැම් තත්වයන් යටතේ, චක්‍රීය භාරයකට යාන්ත්‍රික ශක්තිය අවශෝෂණය කර මුදා හැරිය හැක, ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි හිස්ටෙරෙටික් හැඩ වෙනස්වීම් ප්‍රදර්ශනය කරයි.මෙම අද්විතීය ගුණාංග SMA සංවේදක, කම්පන තෙතමනය සහ විශේෂයෙන් ක්‍රියාකරුවන් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.මෙය මනසේ තබාගෙන, SMA-පාදක ධාවක සඳහා බොහෝ පර්යේෂණ සිදු කර ඇත.SMA මත පදනම් වූ ක්‍රියාකරුවන් විවිධ යෙදුම් සඳහා පරිවර්තන සහ භ්‍රමණ චලිතය සැපයීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය13,14,15.සමහර භ්‍රමණ ක්‍රියාකාරක නිපදවා ඇතත්, පර්යේෂකයන් රේඛීය ක්‍රියාකාරක කෙරෙහි විශේෂ උනන්දුවක් දක්වයි.මෙම රේඛීය ක්‍රියාකාරක ක්‍රියාකාරක වර්ග තුනකට බෙදිය හැකිය: ඒකමාන, විස්ථාපන සහ අවකල ක්‍රියාකාරක 16 .මුලදී, දෙමුහුන් ධාවකයන් SMA සහ අනෙකුත් සාම්ප්රදායික ධාවකයන් සමඟ ඒකාබද්ධව නිර්මාණය කරන ලදී.SMA මත පදනම් වූ දෙමුහුන් රේඛීය ක්‍රියාකාරකයක එවැනි එක් උදාහරණයක් නම් 100 N පමණ නිමැවුම් බලයක් සහ සැලකිය යුතු විස්ථාපනයක් සැපයීම සඳහා DC මෝටරයක් ​​සහිත SMA වයරයක් භාවිතා කිරීමයි.
සම්පූර්ණයෙන්ම SMA මත පදනම් වූ ධාවකයන්ගේ පළමු වර්ධනයන්ගෙන් එකක් වූයේ SMA සමාන්තර ධාවකයයි.බහු SMA වයර් භාවිතා කරමින්, SMA-පාදක සමාන්තර ධාවකය සැලසුම් කර ඇත්තේ සියලුම SMA18 වයර් සමාන්තරව තැබීමෙන් ධාවකයේ බල හැකියාව වැඩි කිරීමටය.ක්‍රියාකාරකවල සමාන්තර සම්බන්ධතාවයට වැඩි බලයක් අවශ්‍ය වනවා පමණක් නොව, තනි වයරයක නිමැවුම් බලයද සීමා කරයි.SMA පදනම් වූ ක්‍රියාකාරකවල තවත් අවාසියක් නම් ඔවුන්ට ලබා ගත හැකි සීමිත ගමන් ය.මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා, විස්ථාපනය වැඩි කිරීමට සහ රේඛීය චලිතය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා අපගමනය කරන ලද නම්‍යශීලී කදම්භයක් අඩංගු SMA කේබල් කදම්භයක් නිර්මාණය කරන ලද නමුත් ඉහළ බලවේග උත්පාදනය නොකළේය.හැඩැති මතක මිශ්‍ර ලෝහ මත පදනම් වූ රොබෝවරුන් සඳහා මෘදු විකෘති කළ හැකි ව්‍යුහයන් සහ රෙදි ප්‍රධාන වශයෙන් බලපෑම් විස්තාරණය සඳහා සංවර්ධනය කර ඇත.අධි වේග අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා, මයික්‍රොපොම්ප් ධාවනය වන යෙදුම් සඳහා තුනී පටල SMA භාවිතා කරමින් සංයුක්ත ධාවනය වන පොම්ප වාර්තා වී ඇත.තුනී පටල SMA පටලයේ ධාවක සංඛ්‍යාතය ධාවකයේ වේගය පාලනය කිරීමේ ප්‍රධාන සාධකයකි.එබැවින්, SMA රේඛීය මෝටර් වලට SMA වසන්ත හෝ සැරයටි මෝටර වලට වඩා හොඳ ගතික ප්‍රතිචාරයක් ඇත.මෘදු රොබෝ තාක්ෂණය සහ ග්‍රහණය කිරීමේ තාක්ෂණය යනු SMA-පාදක ක්‍රියාකාරක භාවිතා කරන වෙනත් යෙදුම් දෙකකි.උදාහරණයක් ලෙස, 25 N අභ්‍යවකාශ කලම්පයේ භාවිතා වන සම්මත ක්‍රියාකාරකය ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම සඳහා, හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ සමාන්තර ක්‍රියාකරු 24 සංවර්ධනය කරන ලදී.තවත් අවස්ථාවක, 30 N ක උපරිම ඇදීමේ බලයක් නිපදවිය හැකි කාවැද්දූ අනුකෘතියක් සහිත වයරයක් මත පදනම්ව SMA මෘදු ක්‍රියාකාරකයක් නිපදවා ඇත. ඒවායේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග නිසා, ජීව විද්‍යාත්මක සංසිද්ධි අනුකරණය කරන ක්‍රියාකාරක නිපදවීමට SMA භාවිතා කරයි.එවැනි එක් වර්ධනයකට සෛල 12 රොබෝවක් ඇතුළත් වන අතර එය SMA සමඟ පස් පණුවන් වැනි ජීවියෙකුගේ ජෛව අනුකරණයක් වන අතර එය ගිනි26,27 සඳහා සයිනාකාර චලිතයක් ජනනය කරයි.
කලින් සඳහන් කළ පරිදි, දැනට පවතින SMA මත පදනම් වූ ක්‍රියාකරුවන්ගෙන් ලබාගත හැකි උපරිම බලයට සීමාවක් තිබේ.මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා, මෙම අධ්‍යයනය මගින් ජෛවමිතික bimodal මාංශ පේශි ව්‍යුහයක් ඉදිරිපත් කරයි.හැඩ මතක මිශ්‍ර වයර් මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ.එය හැඩ මතක මිශ්‍ර වයර් කිහිපයක් ඇතුළත් වර්ගීකරණ පද්ධතියක් සපයයි.අද වන විට, සාහිත්‍යයේ සමාන ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයක් සහිත SMA මත පදනම් වූ ක්‍රියාකාරක කිසිවක් වාර්තා වී නොමැත.SMA මත පදනම් වූ මෙම අද්විතීය හා නව්‍ය පද්ධතිය Bimodal මාංශ පේශි පෙළගැස්වීමේදී SMA හි හැසිරීම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා සංවර්ධනය කරන ලදී.දැනට පවතින SMA මත පදනම් වූ ක්‍රියාකරුවන් හා සසඳන විට, මෙම අධ්‍යයනයේ අරමුණ වූයේ කුඩා පරිමාවකින් සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ බලයක් උත්පාදනය කිරීම සඳහා ජෛවමිතික dipvalerate Actuator එකක් නිර්මාණය කිරීමයි.HVAC ගොඩනැගිලි ස්වයංක්‍රීයකරණය සහ පාලන පද්ධතිවල භාවිතා වන සාම්ප්‍රදායික ස්ටෙපර් මෝටර ධාවන ධාවක හා සසඳන විට, යෝජිත SMA-පාදක bimodal ධාවකය සැලසුම මඟින් ධාවක යාන්ත්‍රණයේ බර 67% කින් අඩු කරයි.පහත දැක්වෙන පරිදි, "මාංශ පේශී" සහ "ධාවක" යන පද එකිනෙකට වෙනස් ලෙස භාවිතා වේ.මෙම අධ්‍යයනය එවැනි ධාවකයක බහු භෞතික අනුකරණය විමර්ශනය කරයි.එවැනි පද්ධතිවල යාන්ත්රික හැසිරීම පර්යේෂණාත්මක හා විශ්ලේෂණාත්මක ක්රම මගින් අධ්යයනය කර ඇත.7 V ආදාන වෝල්ටීයතාවයකින් බලය සහ උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය තවදුරටත් විමර්ශනය කරන ලදී. පසුව, ප්‍රධාන පරාමිති සහ ප්‍රතිදාන බලය අතර සම්බන්ධය වඩා හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා පරාමිතික විශ්ලේෂණයක් සිදු කරන ලදී.අවසාන වශයෙන්, ධූරාවලි ක්‍රියාකාරකයන් අපේක්ෂා කර ඇති අතර කෘත්‍රිම යෙදුම් සඳහා චුම්බක නොවන ක්‍රියාකරුවන් සඳහා අනාගත අනාගත ක්ෂේත්‍රයක් ලෙස ධූරාවලි මට්ටමේ බලපෑම් යෝජනා කර ඇත.ඉහත සඳහන් කළ අධ්‍යයනවල ප්‍රතිඵලවලට අනුව, තනි-අදියර ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය භාවිතා කිරීම වාර්තා කරන ලද SMA-පාදක ක්‍රියාකරුවන්ට වඩා අවම වශයෙන් හතරේ සිට පස් ගුණයක බලයක් නිපදවයි.මීට අමතරව, බහු මට්ටමේ බහු මට්ටමේ ධාවකයක් මඟින් උත්පාදනය කරන ලද එකම ධාවක බලය සාම්ප්‍රදායික SMA මත පදනම් වූ ධාවකයන්ට වඩා දස ගුණයකට වඩා වැඩි බව පෙන්වා දී ඇත.අධ්යයනය පසුව විවිධ මෝස්තර සහ ආදාන විචල්යයන් අතර සංවේදීතා විශ්ලේෂණය භාවිතා කරමින් ප්රධාන පරාමිතීන් වාර්තා කරයි.SMA වයරයේ ආරම්භක දිග (\(l_0\)), pinnate කෝණය (\(\alpha\)) සහ තනි කෙඳි ගණන (n) එක් එක් නූල් වල ගාමක බලයේ විශාලත්වය මත දැඩි ඍණාත්මක බලපෑමක් ඇත.ශක්තිය, ආදාන වෝල්ටීයතාව (ශක්තිය) ධනාත්මකව සහසම්බන්ධ වී ඇත.
SMA වයර් නිකල්-ටයිටේනියම් (Ni-Ti) මිශ්‍ර ලෝහවල දක්නට ලැබෙන හැඩ මතක ආචරණය (SME) ප්‍රදර්ශනය කරයි.සාමාන්‍යයෙන්, SMAs උෂ්ණත්වය මත යැපෙන අවධීන් දෙකක් ප්‍රදර්ශනය කරයි: අඩු උෂ්ණත්ව අවධියක් සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධියක්.විවිධ ස්ඵටික ව්‍යුහයන් තිබීම හේතුවෙන් අදියර දෙකටම අද්විතීය ගුණාංග ඇත.පරිවර්තන උෂ්ණත්වයට වඩා ඉහළින් පවතින ඔස්ටේනයිට් අවධියේදී (ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධියේදී) ද්‍රව්‍යය ඉහළ ශක්තියක් පෙන්නුම් කරන අතර බර යටතේ දුර්වල ලෙස විකෘති වී ඇත.මිශ්‍ර ලෝහය මල නොබැඳෙන වානේ මෙන් ක්‍රියා කරයි, එබැවින් එය ඉහළ ක්‍රියාකාරී පීඩනයකට ඔරොත්තු දිය හැකිය.Ni-Ti මිශ්‍ර ලෝහවල මෙම ගුණාංගයෙන් ප්‍රයෝජන ගනිමින්, SMA වයර් ක්‍රියාකාරකයක් සෑදීමට නැඹුරු කර ඇත.විවිධ පරාමිති සහ විවිධ ජ්‍යාමිතීන්ගේ බලපෑම යටතේ SMA හි තාප හැසිරීම් වල මූලික යාන්ත්‍ර විද්‍යාව අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා සුදුසු විශ්ලේෂණ ආකෘති නිර්මාණය කර ඇත.පර්යේෂණාත්මක සහ විශ්ලේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල අතර හොඳ එකඟතාවක් ලැබිණි.
SMA මත පදනම් වූ Bimodal ධාවකයක කාර්ය සාධනය ඇගයීම සඳහා රූප සටහන 9a හි පෙන්වා ඇති මූලාකෘතිය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක් සිදු කරන ලදී.මෙම ගුණාංග වලින් දෙකක්, ධාවකය මගින් ජනනය කරන බලය (මාංශ පේශි බලය) සහ SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය (SMA උෂ්ණත්වය), පර්යේෂණාත්මකව මනිනු ලැබේ.ඩ්රයිව් එකේ වයර් එකේ සම්පූර්ණ දිග දිගේ වෝල්ටීයතා වෙනස වැඩි වන විට, ජූල් රත් කිරීමේ බලපෑම හේතුවෙන් වයරයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වේ.ආදාන වෝල්ටීයතාවය 10-s චක්‍ර දෙකකින් (රූපය 2a, b හි රතු තිත් ලෙස පෙන්වා ඇත) එක් එක් චක්‍රය අතර 15-s සිසිලන කාල සීමාවක් සමඟ යොදන ලදී.අවහිර කිරීමේ බලය piezoelectric වික්‍රියා මාපකයක් භාවිතයෙන් මනිනු ලබන අතර, SMA වයරයේ උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය විද්‍යාත්මක ශ්‍රේණියේ අධි-විභේදන LWIR කැමරාවක් භාවිතයෙන් තත්‍ය කාලීනව නිරීක්ෂණය කරන ලදී (වගුව 2 හි භාවිතා කරන උපකරණවල ලක්ෂණ බලන්න).අධි වෝල්ටීයතා අවධියේදී, වයරයේ උෂ්ණත්වය ඒකාකාරී ලෙස වැඩි වන බව පෙන්නුම් කරයි, නමුත් ධාරාවක් ගලා නොයන විට, වයරයේ උෂ්ණත්වය දිගටම පහත වැටේ.වත්මන් පර්යේෂණාත්මක සැකසුමේදී, සිසිලන අවධියේදී SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය පහත වැටුණද, එය තවමත් පරිසර උෂ්ණත්වයට වඩා ඉහළින් පැවතුනි.අත්තික්කා මත.2e මඟින් LWIR කැමරාවෙන් ලබාගත් SMA වයර් මත උෂ්ණත්වයේ සැණ රුවක් පෙන්වයි.අනෙක් අතට, fig දී.2a මඟින් ධාවක පද්ධතිය මගින් ජනනය කරන ලද අවහිර කිරීමේ බලය පෙන්වයි.පේශි බලය වසන්තයේ ප්රතිෂ්ඨාපන බලය ඉක්මවා ගිය විට, 9a රූපයේ දැක්වෙන පරිදි චංචල හස්තය චලනය වීමට පටන් ගනී.ක්‍රියා කිරීම ආරම්භ වූ වහාම, චංචල හස්තය සංවේදකය සමඟ ස්පර්ශ වන අතර, රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ශරීර බලයක් නිර්මාණය කරයි.2c, d.උපරිම උෂ්ණත්වය \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) ට ආසන්න වන විට, උපරිම නිරීක්ෂිත බලය 105 N වේ.
ප්‍රස්ථාරයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය සහ SMA-පාදක bimodal Actuator මඟින් චක්‍ර දෙකක් තුළ ජනනය කරන බලය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵලය.ආදාන වෝල්ටීයතාවය තත්පර 10 ක චක්‍ර දෙකකින් (රතු තිත් ලෙස පෙන්වා ඇත) එක් එක් චක්‍රය අතර තත්පර 15 ක සිසිලන කාල සීමාවක් සමඟ යොදනු ලැබේ.අත්හදා බැලීම් සඳහා භාවිතා කරන ලද SMA වයරය Dynalloy, Inc. වෙතින් 0.51 mm විෂ්කම්භයක් සහිත Flexinol වයර් වේ. (a) ප්‍රස්ථාරයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ චක්‍ර දෙකක් හරහා ලබාගත් පර්යේෂණාත්මක බලයයි, (c, d) PACEline CFT/5kN piezoelectric බල පරිවර්තකය මත චලනය වන ආම් ක්‍රියාකාරකවල ක්‍රියාකාරිත්වයේ ස්වාධීන උදාහරණ දෙකක් පෙන්වයි (b) චක්‍රයේ උපරිම කාලය තුළ උෂ්ණත්වය පෙන්නුම් කරයි (b) උෂ්ණත්වයේ උපරිම කාලය FLIR ResearchIR මෘදුකාංගය LWIR කැමරාව භාවිතයෙන් SMA වයර් එකෙන් ගත් napshot.අත්හදා බැලීම් වලදී සැලකිල්ලට ගත් ජ්යාමිතික පරාමිතීන් වගුවේ දක්වා ඇත.එක.
Fig.5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි ගණිතමය ආකෘතියේ සමාකරණ ප්රතිඵල සහ පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල 7V ආදාන වෝල්ටීයතාවක කොන්දේසිය යටතේ සංසන්දනය කර ඇත.පරාමිතික විශ්ලේෂණයේ ප්‍රති results ල අනුව සහ SMA වයර් අධික ලෙස රත් වීමේ හැකියාව වළක්වා ගැනීම සඳහා, 11.2 W බලයක් ක්‍රියාකරුට සපයන ලදී.ආදාන වෝල්ටීයතාවය ලෙස 7V සැපයීම සඳහා වැඩසටහන්ගත කළ හැකි DC බල සැපයුමක් භාවිතා කරන ලද අතර වයරය හරහා 1.6A ධාරාවක් මනිනු ලැබේ.ධාවකය මගින් ජනනය කරන බලය සහ SDR හි උෂ්ණත්වය ධාරාව යොදන විට වැඩි වේ.7V ආදාන වෝල්ටීයතාවයක් සහිතව, පළමු චක්‍රයේ සමාකරණ ප්‍රතිඵල සහ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල වලින් ලබා ගන්නා උපරිම නිමැවුම් බලය පිළිවෙලින් 78 N සහ 96 N වේ.දෙවන චක්රයේ දී, සමාකරණ සහ පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵලවල උපරිම ප්රතිදාන බලය පිළිවෙලින් 150 N සහ 105 N විය.අවහිරතා බලය මැනීම සඳහා භාවිතා කරන ක්‍රමය නිසා අවහිරතා බලය මැනීම සහ පර්යේෂණාත්මක දත්ත අතර විෂමතාවය විය හැක.අත්තික්කා වල පෙන්වා ඇති පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල.5a අගුලු දැමීමේ බලය මැනීමට අනුරූප වන අතර, එය රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි ධාවක පතුවළ PACEline CFT/5kN piezoelectric බලවේග පරිවර්තකය සමඟ ස්පර්ශ වන විට මනිනු ලැබේ.තත්පර 2එබැවින්, ධාවක පතුවළ සිසිලන කලාපයේ ආරම්භයේ බල සංවේදකය සමඟ ස්පර්ශ නොවන විට, රූපය 2d හි පෙන්වා ඇති පරිදි බලය වහාම ශුන්ය වේ.ඊට අමතරව, පසුකාලීන චක්‍රවල බලය ගොඩනැගීමට බලපාන අනෙකුත් පරාමිතීන් වන්නේ සිසිලන කාලයෙහි අගයන් සහ පෙර චක්‍රයේ සංවහන තාප හුවමාරුවේ සංගුණකයයි.අත්තික්කා සිට.2b, තත්පර 15ක සිසිලන කාල සීමාවකට පසුව, SMA වයරය කාමර උෂ්ණත්වයට ළඟා නොවූ අතර එම නිසා පළමු චක්‍රය (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)) සමඟ සසඳන විට දෙවන ධාවන චක්‍රයේ ඉහළ ආරම්භක උෂ්ණත්වයක් (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) තිබූ බව දැකගත හැකිය.මේ අනුව, පළමු චක්‍රය හා සසඳන විට, දෙවන උනුසුම් චක්‍රය තුළ SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය කලින් ආරම්භක ඔස්ටේනයිට් උෂ්ණත්වය (\(A_s\)) වෙත ළඟා වන අතර සංක්‍රාන්ති කාල පරිච්ඡේදයේ වැඩි කාලයක් රැඳී සිටීම නිසා ආතතිය හා බලය ඇති වේ.අනෙක් අතට, අත්හදා බැලීම් සහ සමාකරණ වලින් ලබාගත් තාපන සහ සිසිලන චක්‍රවල උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය තාප විද්‍යාත්මක විශ්ලේෂණයේ උදාහරණවලට ඉහළ ගුණාත්මක සමානකමක් ඇත.අත්හදා බැලීම් සහ සමාකරණ වලින් SMA වයර් තාප දත්තවල සංසන්දනාත්මක විශ්ලේෂණය තාපන සහ සිසිලන චක්‍රවල සහ පර්යේෂණාත්මක දත්ත සඳහා පිළිගත හැකි ඉවසීම් තුළ අනුකූලතාවයක් පෙන්නුම් කරයි.පළමු චක්‍රයේ සමාකරණ සහ අත්හදා බැලීම්වල ප්‍රතිඵලවලින් ලබාගත් SMA වයරයේ උපරිම උෂ්ණත්වය, \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) සහ \(75\,^{\circ }\hbox {C }\, පිළිවෙලින් ), සහ දෙවන චක්‍රයේ SMA වයරයේ උපරිම උෂ්ණත්වය \^ {C } \(C 94\, \\ cir සහ වයර් }\(94\) \circ }\ hbox {C}\).මූලික වශයෙන් සංවර්ධිත ආකෘතිය හැඩය මතක ආචරනයේ බලපෑම තහවුරු කරයි.මෙම සමාලෝචනයේදී තෙහෙට්ටුව සහ උනුසුම් වීමේ කාර්යභාරය සලකා බලනු නොලැබේ.අනාගතයේදී, SMA වයරයේ ආතති ඉතිහාසය ඇතුළත් කිරීම සඳහා ආකෘතිය වැඩිදියුණු කරනු ඇත, එය ඉංජිනේරු යෙදුම් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.සිමියුලින්ක් බ්ලොක් එකෙන් ලබාගත් ඩ්‍රයිව් ප්‍රතිදාන බලය සහ SMA උෂ්ණත්ව බිම් කොටස් 7 V ආදාන වෝල්ටීයතා ස්පන්දනයක කොන්දේසිය යටතේ පර්යේෂණාත්මක දත්තවල අවසර ලත් ඉවසීම් තුළ ඇත. මෙය සංවර්ධිත ගණිතමය ආකෘතියේ නිවැරදිභාවය සහ විශ්වසනීයත්වය තහවුරු කරයි.
ක්‍රම කොටසේ විස්තර කර ඇති මූලික සමීකරණ භාවිතා කරමින් ගණිතමය ආකෘතිය MathWorks Simulink R2020b පරිසරය තුළ සංවර්ධනය කරන ලදී.අත්තික්කා මත.3b මගින් Simulink ගණිත ආකෘතියේ බ්ලොක් රූප සටහනක් පෙන්වයි.රූපය 2a, b හි පෙන්වා ඇති පරිදි 7V ආදාන වෝල්ටීයතා ස්පන්දනය සඳහා ආකෘතිය අනුකරණය කරන ලදී.සමාකරණයේදී භාවිතා කරන ලද පරාමිතිවල අගයන් වගුව 1 හි ලැයිස්තුගත කර ඇත. තාවකාලික ක්රියාවලීන් අනුකරණය කිරීමේ ප්රතිඵල රූප 1 සහ 1 හි දැක්වේ. රූප 3a සහ 4. රූපයේ.4a,b SMA වයරයේ ඇති ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවය සහ කාලයෙහි ශ්‍රිතයක් ලෙස ක්‍රියාකාරකය මගින් ජනනය කරන බලය පෙන්වයි. ප්‍රතිලෝම පරිවර්තන (උණුසුම) අතරතුර, SMA වයර් උෂ්ණත්වය, \(T <A_s^{\prime}\) (ආතතිය වෙනස් කරන ලද austenite අදියර ආරම්භක උෂ්ණත්වය), මාර්ටෙන්සයිට් පරිමා භාගයේ වෙනස් වීමේ වේගය (\(\dot{\xi }\)) ශුන්‍ය වේ. ප්‍රතිලෝම පරිවර්තන (උණුසුම) අතරතුර, SMA වයර් උෂ්ණත්වය, \(T <A_s^{\prime}\) (ආතතිය වෙනස් කරන ලද austenite අදියර ආරම්භක උෂ්ණත්වය), මාර්ටෙන්සයිට් පරිමා භාගයේ වෙනස් වීමේ වේගය (\(\dot{\ xi }\)) ශුන්‍ය වේ. Во время обратного превращения (නගරය), когда температура проволоки SMA, \(T <A_s^{\prime}\) (ටැම්ප්‍රස්ට් ы, modifiцированная напряжениеm), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\ xi }\) будо. ප්‍රතිලෝම පරිවර්තනය (උණුසුම) අතරතුර, SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය, \(T <A_s^{\prime}\) (ආතතිය වෙනස් කරන ලද austenite ආරම්භක උෂ්ණත්වය), martensite පරිමා භාගයේ වෙනස් වීමේ වේගය (\(\dot{\ xi }\ )) ශුන්‍ය වේ.在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T <A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体相正奥氏体相体体积分数的变化率（\(\dot{\ xi }\)) 将为零。在 反向 转变 （加热） 中 ， 当 当 当 线 温度 \ (t При обратном превращении (නගරය) при температуре проволоки СПФ \(T <A_s^{\prime}\) (තත්පර විස්තරය зы с поправкой на напряжение ) SMA වයර් \(T < A_s^{\prime}\) උෂ්ණත්වයේ ප්‍රතිලෝම පරිවර්තනය (උණුසුම) අතරතුර (ආතතිය සඳහා නිවැරදි කරන ලද austenite අදියරෙහි න්‍යෂ්ටියේ උෂ්ණත්වය), martensite (\( \dot{\ xi }\)) පරිමාවේ කොටසෙහි වෙනස් වීමේ වේගය ශුන්‍යයට සමාන වේ.එබැවින්, ආතති වෙනස්වීම් අනුපාතය (\(\dot{\sigma}\)) වික්‍රියා අනුපාතය (\(\dot{\epsilon}\)) සහ උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය (\(\dot{T} \) ) සමීකරණය (1) භාවිතයෙන් පමණක් රඳා පවතී.කෙසේ වෙතත්, SMA වයරය උෂ්ණත්වයේ වැඩි වී (\(A_s^{\prime}\)) හරස් වන විට, austenite අදියර සෑදීමට පටන් ගනී, සහ (\(\dot{\xi}\)) සමීකරණයේ දී ඇති අගය ලෙස ගනු ලැබේ ( 3).එබැවින්, වෝල්ටීයතාවයේ වෙනස්වීමේ වේගය (\(\dot{\sigma}\)) \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) සහ \(\dot{\xi}\) විසින් ඒකාබද්ධව පාලනය කරනු ලබන්නේ (1) සූත්‍රයේ දක්වා ඇති ආකාරයටය.රූපය 4a, b හි පෙන්වා ඇති පරිදි තාපන චක්‍රය තුළ කාල වෙනස්වන ආතතිය සහ බල සිතියම්වල නිරීක්ෂණය කරන ලද අනුක්‍රමණ වෙනස්කම් මෙය පැහැදිලි කරයි.
(a) SMA-පාදක divalerate Actuator එකක උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය සහ ආතතිය-ප්‍රේරිත සන්ධි උෂ්ණත්වය පෙන්වන සමාකරණ ප්‍රතිඵලය.කම්බි උෂ්ණත්වය උනුසුම් අවධියේදී ඔස්ටේනයිට් සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය තරණය කරන විට, නවීකරණය කරන ලද ඔස්ටිනයිට් සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය වැඩි වීමට පටන් ගනී, ඒ හා සමානව, කම්බි දණ්ඩේ උෂ්ණත්වය සිසිලන අවධියේදී මාර්ටෙන්සිටික් සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය තරණය කරන විට, මාර්ටෙන්සිටික් සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය අඩු වේ.ක්රියාත්මක කිරීමේ ක්රියාවලියේ විශ්ලේෂණාත්මක ආකෘති නිර්මාණය සඳහා SMA.(Simulink ආකෘතියක එක් එක් උප පද්ධතිය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක දර්ශනයක් සඳහා, පරිපූරක ගොනුවේ උපග්‍රන්ථ කොටස බලන්න.)
7V ආදාන වෝල්ටීයතාවයේ චක්‍ර දෙකක් (තත්පර 10 උණුසුම් චක්‍ර සහ තත්පර 15 සිසිලන චක්‍ර) සඳහා විවිධ පරාමිති බෙදාහැරීම් සඳහා විශ්ලේෂණයේ ප්‍රතිඵල පෙන්වයි.(ac) සහ (e) කාලයත් සමඟ ව්‍යාප්තිය නිරූපණය කරන අතර, අනෙක් අතට, (d) සහ (f) උෂ්ණත්වය සමඟ ව්‍යාප්තිය නිරූපණය කරයි.අදාළ ආදාන තත්ව සඳහා, උපරිම නිරීක්ෂිත ආතතිය 106 MPa (345 MPa ට අඩු, වයර් අස්වැන්න ශක්තිය), බලය 150 N, උපරිම විස්ථාපනය 270 µm, සහ අවම martensitic පරිමාව භාගය 0.91 වේ.අනෙක් අතට, ආතතිය වෙනස් වීම සහ උෂ්ණත්වය සමඟ මාර්ටෙන්සයිට් පරිමාවේ භාගය වෙනස් වීම හිස්ටෙරෙසිස් ලක්ෂණ වලට සමාන වේ.
SMA වයර් උෂ්ණත්වය (T) සහ ආතතිය වෙනස් කරන ලද මාර්ටෙන්සයිට් අදියරෙහි (\(M_f^{\prime}\ )) අවසාන උෂ්ණත්වය විශිෂ්ට වන ඔස්ටේනයිට් අවධියේ සිට මාර්ටෙන්සයිට් අවධිය දක්වා සෘජු පරිවර්තනය (සිසිලනය) සඳහාද එම පැහැදිලි කිරීම අදාළ වේ.අත්තික්කා මත.4d,f මඟින් රිය පැදවීමේ චක්‍ර දෙකම සඳහා SMA වයරයේ (T) උෂ්ණත්වයේ වෙනස් වීමේ ශ්‍රිතයක් ලෙස ප්‍රේරිත ආතතිය (\(\sigma\)) සහ මාටෙන්සයිට් (\(\xi\)) පරිමාවේ කොටස පෙන්වයි.අත්තික්කා මත.3a ආදාන වෝල්ටීයතා ස්පන්දනය අනුව කාලයත් සමඟ SMA වයරයේ උෂ්ණත්වයේ වෙනස පෙන්වයි.රූපයෙන් දැකිය හැකි පරිදි, ශුන්ය වෝල්ටීයතාවයේ තාප ප්රභවයක් සහ පසුව සංවහන සිසිලනය ලබා දීමෙන් වයරයේ උෂ්ණත්වය අඛණ්ඩව වැඩි වේ.උනුසුම් කිරීමේදී, SMA වයර් උෂ්ණත්වය (T) ආතතිය නිවැරදි කරන ලද ඔස්ටිනයිට් න්‍යෂ්ටික උෂ්ණත්වය (\(A_s^{\prime}\)) තරණය කරන විට මාර්ටෙන්සයිට් ඔස්ටේනයිට් අවධියට ප්‍රතිවර්තනය වීම ආරම්භ වේ.මෙම අදියරේදී SMA වයරය සම්පීඩිත වන අතර ක්‍රියාකරු බලය ජනනය කරයි.සිසිලනය අතරතුර, SMA වයර් (T) හි උෂ්ණත්වය ආතති-විකරණය කරන ලද මාර්ටෙන්සයිට් අවධියේ (\(M_s^{\prime}\)) න්‍යෂ්ටික උෂ්ණත්වය තරණය කරන විට, ඔස්ටිනයිට් අවධියේ සිට මාර්ටෙන්සයිට් අවධිය දක්වා ධනාත්මක සංක්‍රමණයක් සිදු වේ.ධාවකයේ බලය අඩු වේ.
SMA මත පදනම් වූ Bimodal ධාවකයේ ප්‍රධාන ගුණාත්මක අංගයන් සමාකරණ ප්‍රතිඵල වලින් ලබාගත හැක.වෝල්ටීයතා ස්පන්දන ආදානයකදී, ජූල් රත් කිරීමේ බලපෑම හේතුවෙන් SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය වැඩිවේ.මාර්ටෙන්සයිට් පරිමා භාගයේ (\(\xi\)) ආරම්භක අගය 1 ලෙස සකසා ඇත, මන්ද ද්‍රව්‍යය මුලදී සම්පූර්ණයෙන්ම මාර්ටෙන්සිටික් අවධියක පවතී.වයරය දිගටම රත් වන විට, SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය ආතතිය-නිවැරදි කරන ලද austenite nucleation උෂ්ණත්වය \(A_s^{\prime}\) ඉක්මවන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස රූප සටහන 4c හි පෙන්වා ඇති පරිදි martensite පරිමා භාගයේ අඩුවීමක් සිදුවේ.මීට අමතරව, fig දී.4e මඟින් ක්‍රියාකරුගේ පහරවල් කාලානුරූපව බෙදා හැරීම සහ රූපයේ දැක්වේ.5 - කාලයෙහි කාර්යයක් ලෙස ගාමක බලය.සම්බන්ධිත සමීකරණ පද්ධතියකට උෂ්ණත්වය, මාර්ටෙන්සයිට් පරිමා භාගය සහ වයරය තුළ වර්ධනය වන ආතතිය ඇතුළත් වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස SMA වයරය හැකිලීම සහ ක්‍රියාකාරකය මගින් ජනනය වන බලය.fig හි පෙන්වා ඇති පරිදි.4d,f, උෂ්ණත්වය සමඟ වෝල්ටීයතා විචලනය සහ උෂ්ණත්වය සමඟ මාර්ටෙන්සයිට් පරිමාව භාග විචලනය 7 V හි අනුකරණය කරන ලද අවස්ථාවක SMA හි හිස්ටෙරෙසිස් ලක්ෂණ වලට අනුරූප වේ.
රියදුරු පරාමිතීන් සංසන්දනය කිරීම අත්හදා බැලීම් සහ විශ්ලේෂණාත්මක ගණනය කිරීම් හරහා ලබා ගන්නා ලදී.වයර් තත්පර 10 ක් සඳහා 7 V ක ස්පන්දන ආදාන වෝල්ටීයතාවයකට යටත් කර, පසුව චක්‍ර දෙකක් හරහා තත්පර 15 ක් (සිසිලන අවධිය) සිසිල් කරන ලදී.pinnate කෝණය \(40^{\circ}\) ලෙස සකසා ඇති අතර එක් එක් පින් කකුලේ SMA වයරයේ ආරම්භක දිග 83mm ලෙස සකසා ඇත.(අ) ලෝඩ් කෝෂයකින් ගාමක බලය මැනීම (ආ) තාප අධෝරක්ත කැමරාවකින් වයර් උෂ්ණත්වය නිරීක්ෂණය කිරීම.
ධාවකය මගින් නිපදවන බලය මත භෞතික පරාමිතීන්ගේ බලපෑම තේරුම් ගැනීම සඳහා, තෝරාගත් භෞතික පරාමිතීන් සඳහා ගණිතමය ආකෘතියේ සංවේදීතාව පිළිබඳ විශ්ලේෂණයක් සිදු කරන ලද අතර, ඒවායේ බලපෑම අනුව පරාමිති ශ්රේණිගත කර ඇත.පළමුව, ආකෘති පරාමිතීන් නියැදීම සිදු කරන ලද්දේ ඒකාකාර ව්‍යාප්තියක් අනුගමනය කරන පර්යේෂණාත්මක සැලසුම් මූලධර්ම භාවිතා කරමිනි (සංවේදීතා විශ්ලේෂණය පිළිබඳ පරිපූරක කොටස බලන්න).මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ආදාන වෝල්ටීයතාවය (\(V_{in}\)), ආරම්භක SMA වයර් දිග (\(l_0\)), ත්‍රිකෝණ කෝණය (\(\alpha\)), නැඹුරු වසන්ත නියතය (\( K_x\ )), සංවහන තාප හුවමාරු සංගුණකය (\(h_T\)) සහ ඒකාකාර ශාඛා ගණන (n) ආකෘති පරාමිතීන්ට ඇතුළත් වේ.ඊළඟ පියවරේදී, අධ්‍යයන සැලසුම් අවශ්‍යතාවයක් ලෙස උච්ච මාංශ පේශි ශක්තිය තෝරා ගන්නා ලද අතර ශක්තිය මත එක් එක් විචල්‍ය කට්ටලවල පරාමිතික බලපෑම් ලබා ගන්නා ලදී.6a හි පෙන්වා ඇති පරිදි සංවේදීතා විශ්ලේෂණය සඳහා ටොනාඩෝ බිම් කොටස් එක් එක් පරාමිතිය සඳහා සහසම්බන්ධතා සංගුණක වලින් ව්‍යුත්පන්න කර ඇත.
(අ) ආදර්ශ පරාමිතිවල සහසම්බන්ධතා සංගුණක අගයන් සහ ඉහත ආකෘති පරාමිතිවල අද්විතීය කණ්ඩායම් 2500 ක උපරිම නිමැවුම් බලයට ඒවායේ බලපෑම ටොනාඩෝ කුමන්ත්‍රණයේ දැක්වේ.ප්‍රස්ථාරය දර්ශක කිහිපයක ශ්‍රේණිගත සහසම්බන්ධය පෙන්වයි.ධනාත්මක සහසම්බන්ධයක් සහිත එකම පරාමිතිය \(V_{in}\) බව පැහැදිලිය, සහ \(l_0\) යනු ඉහළම සෘණ සහසම්බන්ධය සහිත පරාමිතිය වේ.උච්ච මාංශ පේශි ශක්තිය මත විවිධ සංයෝජනයන්හි විවිධ පරාමිතීන්ගේ බලපෑම (b, c) හි පෙන්වා ඇත.\(K_x\) 400 සිට 800 N/m දක්වා වන අතර n පරාසය 4 සිට 24 දක්වා වේ. වෝල්ටීයතාව (\(V_{in}\)) 4V සිට 10V දක්වා වෙනස් විය, වයර් දිග (\(l_{0} \)) 40 සිට 100 mm දක්වා වෙනස් විය, සහ වලිගය 40 සිට 100 mm {0 දක්වා වෙනස් විය, සහ වල්ගය \0 සිට 100 mm දක්වා වෙනස් වේ. }\).
අත්තික්කා මත.6a උපරිම ධාවක බල සැලසුම් අවශ්‍යතා සහිත එක් එක් පරාමිතිය සඳහා විවිධ සහසම්බන්ධතා සංගුණකවල ටොනාඩෝ කුමන්ත්‍රණයක් පෙන්වයි.අත්තික්කා සිට.6a වෝල්ටීයතා පරාමිතිය (\(V_{in}\)) උපරිම නිමැවුම් බලයට සෘජුවම සම්බන්ධ වන අතර, සංවහන තාප හුවමාරු සංගුණකය (\(h_T\)), දැල්ල කෝණය (\ (\alpha\)) , විස්ථාපන වසන්ත නියතය ( \(K_x\)) සෘණාත්මකව සහසම්බන්ධ වී ඇති බව දැක ගත හැකිය (\(V_{in}\) n) සෘජු සහසම්බන්ධතාවයකදී ප්‍රබල ප්‍රතිලෝම සහසම්බන්ධයක් පෙන්වයි වෝල්ටීයතා සහසම්බන්ධතා සංගුණකයේ වැඩි අගයක (\(V_ {in}\)) පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම පරාමිතිය බල ප්‍රතිදානයට විශාලතම බලපෑමක් ඇති කරන බවයි.තවත් සමාන විශ්ලේෂණයක් මගින් 6b, c හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ගණනය කිරීමේ අවකාශයන් දෙකෙහි විවිධ සංයෝජනයන්හි විවිධ පරාමිතීන්ගේ බලපෑම ඇගයීම මගින් උච්ච බලය මනිනු ලැබේ.\(V_{in}\) සහ \(l_0\), \(\alpha\) සහ \(l_0\) සමාන රටා ඇති අතර, ප්‍රස්ථාරයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ \(V_{in}\) සහ \(\alpha\ ) සහ \(\alpha\) සමාන රටා ඇති බවයි.\(l_0\) හි කුඩා අගයන් ඉහළ උච්ච බල ඇති කරයි.අනෙක් බිම් කොටස් දෙක රූප සටහන 6a සමග අනුකූල වේ, එහිදී n සහ \(K_x\) ඍණාත්මක සහසම්බන්ධ වන අතර \(V_{in}\) ධන සහසම්බන්ධ වේ.ධාවක පද්ධතියේ ප්‍රතිදාන බලය, පහර සහ කාර්යක්ෂමතාව අවශ්‍යතා සහ යෙදුමට අනුවර්තනය කළ හැකි බලපෑම් පරාමිතීන් නිර්වචනය කිරීමට සහ සකස් කිරීමට මෙම විශ්ලේෂණය උපකාරී වේ.
වත්මන් පර්යේෂණ කටයුතු N මට්ටම් සහිත ධූරාවලි ධාවකයන් හඳුන්වාදීම සහ විමර්ශනය කරයි.රූප සටහන 7a හි පෙන්වා ඇති පරිදි ද්වි-මට්ටමේ ධූරාවලියක් තුළ, පළමු මට්ටමේ ක්‍රියාකාරකයේ එක් එක් SMA වයර් වෙනුවට, රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, bimodal සැකැස්මක් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.9e.අත්තික්කා මත.7c පෙන්නුම් කරන්නේ කල්පවත්නා දිශාවට පමණක් චලනය වන චංචල අතක් (සහායක අත්) වටා SMA වයරය තුවාල වී ඇති ආකාරයයි.කෙසේ වෙතත්, ප්‍රාථමික චංචල හස්තය 1 වන අදියර බහු-අදියර ක්‍රියාකාරකයේ චංචල හස්තය හා සමානව දිගටම චලනය වේ.සාමාන්‍යයෙන්, N-අදියර ධාවකයක් නිර්මාණය වන්නේ \(N-1\) අදියර SMA වයරය පළමු අදියර ධාවකයක් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමෙනි.එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, සෑම ශාඛාවක්ම පළමු අදියර ධාවකය අනුකරණය කරයි, වයරයම රඳවා තබා ගන්නා ශාඛාව හැර.මේ ආකාරයෙන්, ප්‍රාථමික ධාවකයන්ගේ බලයට වඩා කිහිප ගුණයකින් වැඩි බලයන් නිර්මාණය කරන කැදැලි ව්‍යුහයන් සෑදිය හැකිය.මෙම අධ්‍යයනයේ දී, එක් එක් මට්ටම සඳහා, 7d හි වගු ආකෘතියේ පෙන්වා ඇති පරිදි, 1 m හි සම්පූර්ණ ඵලදායී SMA වයර් දිගක් සැලකිල්ලට ගන්නා ලදී.එක් එක් ඒකාකාර මෝස්තරයේ එක් එක් වයර් හරහා ඇති ධාරාව සහ එක් එක් SMA වයර් කොටසෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ප්‍රෙස්ට්‍රෙස්ට් සහ වෝල්ටීයතාවය එක් එක් මට්ටමින් සමාන වේ.අපගේ විශ්ලේෂණාත්මක ආකෘතියට අනුව, ප්‍රතිදාන බලය මට්ටම සමඟ ධනාත්මකව සහසම්බන්ධ වන අතර විස්ථාපනය සෘණාත්මකව සහසම්බන්ධ වේ.ඒ සමගම, විස්ථාපනය සහ මාංශ පේශි ශක්තිය අතර වෙළඳාමක් ඇති විය.fig හි දැකිය හැකි පරිදි.7b, විශාලතම ස්තර ගණනක උපරිම බලය ලබා ගන්නා අතර, විශාලතම විස්ථාපනය පහළම ස්ථරයේ නිරීක්ෂණය කෙරේ.ධූරාවලියේ මට්ටම \(N=5\) ලෙස සැකසූ විට, 2.58 kN ක උපරිම මාංශ පේශි බලයක් නිරීක්ෂණය කරන ලද පහරවල් 2 ක් සමග \(\upmu\)m සොයා ගන්නා ලදී.අනෙක් අතට, පළමු අදියර ධාවකය 277 \(\upmu\)m පහරකදී 150 N බලයක් ජනනය කරයි.බහු-මට්ටමේ ක්‍රියාකරුවන්ට සැබෑ ජීව විද්‍යාත්මක මාංශ පේශී අනුකරණය කිරීමට හැකි වේ, එහිදී හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ මත පදනම් වූ කෘතිම මාංශ පේශිවලට නිරවද්‍ය සහ සියුම් චලනයන් සමඟ සැලකිය යුතු ඉහළ බලවේග ජනනය කිරීමට හැකි වේ.මෙම කුඩා නිර්මාණයේ සීමාවන් වන්නේ ධූරාවලිය වැඩි වන විට චලනය විශාල ලෙස අඩු වන අතර ධාවකය නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ සංකීර්ණත්වය වැඩි වීමයි.
(අ) ද්වි-අදියර (\(N=2\)) ස්ථර හැඩැති මතක මිශ්‍ර රේඛීය ක්‍රියාකාරක පද්ධතියක් ද්විමාධ්‍ය වින්‍යාසයක පෙන්වා ඇත.යෝජිත ආකෘතිය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ පළමු අදියර ස්ථර ක්‍රියාකාරකයේ SMA වයරය වෙනත් තනි අදියර ස්ථර ක්‍රියාකාරකයක් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමෙනි.(ඇ) දෙවන අදියර බහු ස්ථර ක්‍රියාකාරකයේ විකෘති වින්‍යාසය.(ආ) මට්ටම් ගණන අනුව බල සහ විස්ථාපන ව්‍යාප්තිය විස්තර කෙරේ.ක්‍රියාකාරකයේ උච්ච බලය ප්‍රස්ථාරයේ පරිමාණ මට්ටම සමඟ ධනාත්මකව සහසම්බන්ධ වන අතර ආඝාතය පරිමාණ මට්ටම සමඟ සෘණාත්මකව සහසම්බන්ධ වන බව සොයාගෙන ඇත.එක් එක් වයර්හි ධාරාව සහ පූර්ව වෝල්ටීයතාව සෑම මට්ටමකම නියතව පවතී.(d) වගුවේ දැක්වෙන්නේ ටැප් ගණන සහ එක් එක් මට්ටමේ SMA වයර් (ෆයිබර්) දිගය.වයර්වල ලක්ෂණ 1 වන දර්ශකය මගින් දක්වනු ලබන අතර, ද්විතියික ශාඛා සංඛ්යාව (ප්රාථමික කකුලට සම්බන්ධ එකක්) උපසිරැසියේ විශාලතම සංඛ්යාවෙන් දැක්වේ.උදාහරණයක් ලෙස, 5 මට්ටමේ දී, \(n_1\) යනු එක් එක් bimodal ව්‍යුහය තුළ පවතින SMA වයර් ගණනට සහ \(n_5\) යනු සහායක පාද ගණනට (ප්‍රධාන පාදයට සම්බන්ධ එකක්) යොමු කරයි.
අදියර සංක්‍රාන්තිය හා සම්බන්ධ ස්ඵටික ව්‍යුහයේ සාර්ව වෙනස්වීම් සමඟ ඇති තාප යාන්ත්‍රික ගුණාංග මත රඳා පවතින හැඩ මතකය සහිත SMA වල හැසිරීම් ආදර්ශනය කිරීමට බොහෝ පර්යේෂකයන් විසින් විවිධ ක්‍රම යෝජනා කර ඇත.ව්‍යවස්ථාපිත ක්‍රම සැකසීම ස්වභාවයෙන්ම සංකීර්ණ වේ.වඩාත් බහුලව භාවිතා වන සංසිද්ධි ආකෘතිය Tanaka28 විසින් යෝජනා කරන ලද අතර එය ඉංජිනේරු යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ.ටනාකා [28] විසින් යෝජනා කරන ලද සංසිද්ධි ආකෘතිය උපකල්පනය කරන්නේ මාර්ටෙන්සයිට් හි පරිමා භාගය උෂ්ණත්වයේ සහ ආතතියේ ඝාතීය ශ්‍රිතයක් බවයි.පසුව, Liang සහ Rogers29 සහ Brinson30 විසින් අදියර සංක්‍රාන්ති ගතිකත්වය වෝල්ටීයතාවයේ සහ උෂ්ණත්වයේ කෝසයින ශ්‍රිතයක් ලෙස උපකල්පනය කරන ලද ආකෘතියක් යෝජනා කරන ලද අතර, ආකෘතියට සුළු වෙනස් කිරීම් සිදු කරන ලදී.බෙකර් සහ බ්‍රින්සන් විසින් අත්තනෝමතික පැටවීමේ තත්ත්‍වයන් මෙන්ම අර්ධ සංක්‍රාන්ති යටතේ SMA ද්‍රව්‍යවල හැසිරීම් ආදර්ශනය කිරීම සඳහා අදියර රූප සටහන පදනම් වූ චාලක ආකෘතියක් යෝජනා කරන ලදී.Banerjee32 Elahinia සහ Ahmadian33 විසින් වැඩි දියුණු කරන ලද නිදහසේ හැසිරවීමේ තනි උපාධියක් අනුකරණය කිරීමට Bekker සහ Brinson31 අදියර රූප සටහන් ගතික ක්‍රමය භාවිතා කරයි.උෂ්ණත්වය සමඟ වෝල්ටීයතාවයේ ඒකීය නොවන වෙනස්වීම සැලකිල්ලට ගන්නා අදියර රූප සටහන් මත පදනම් වූ චාලක ක්රම, ඉංජිනේරු යෙදුම්වල ක්රියාත්මක කිරීම අපහසු වේ.Elakhinia සහ Ahmadian දැනට පවතින සංසිද්ධි ආකෘතිවල මෙම අඩුපාඩු වෙත අවධානය යොමු කරන අතර ඕනෑම සංකීර්ණ පැටවීමේ තත්ත්‍වයක් යටතේ හැඩැති මතක හැසිරීම් විශ්ලේෂණය සහ නිර්වචනය කිරීම සඳහා විස්තීරණ සංසිද්ධි ආකෘතියක් යෝජනා කරයි.
SMA වයර්හි ව්‍යුහාත්මක ආකෘතිය SMA වයරයේ ආතතිය (\(\sigma\)), වික්‍රියා (\(\epsilon\)), උෂ්ණත්වය (T) සහ Martensite පරිමා භාගය (\(\xi\)) ලබා දෙයි.සංසිද්ධි සාංඝික ආකෘතිය මුලින්ම Tanaka28 විසින් යෝජනා කරන ලද අතර පසුව Liang29 සහ Brinson30 විසින් සම්මත කරන ලදී.සමීකරණයේ ව්‍යුත්පන්නයට පෝරමය ඇත:
මෙහි E යනු \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) සහ \(E_A\) සහ \(E_M\) භාවිතයෙන් ලබාගත් අදියර මත රඳා පවතින SMA Young හි මාපාංකය යංග්ගේ මාපාංකය නියෝජනය කරන පිළිවෙළින් ඔස්ටේනිටික් සහ මාර්ටෙන්සිටික් අවධීන් වේ, සහ \T ප්‍රසාරණය වන සංගුණකය (එනම් සංගුණකය)අදියර සංක්‍රාන්ති දායක සාධකය \(\Omega = -E \epsilon _L\) සහ \(\epsilon _L\) යනු SMA වයර්හි උපරිම ප්‍රතිසාධන වික්‍රියාවයි.
අදියර ගතික සමීකරණය Liang29 විසින් වර්ධනය කරන ලද කොසයින් ශ්‍රිතය සමඟ සමපාත වන අතර පසුව Tanaka28 විසින් යෝජනා කරන ලද ඝාතීය ශ්‍රිතය වෙනුවට Brinson30 විසින් සම්මත කරන ලදී.අදියර සංක්‍රාන්ති ආකෘතිය Elakhinia සහ Ahmadian34 විසින් යෝජනා කරන ලද ආකෘතියේ දිගුවක් වන අතර Liang29 සහ Brinson30 විසින් ලබා දී ඇති අදියර සංක්‍රාන්ති කොන්දේසි මත පදනම්ව වෙනස් කරන ලදී.මෙම අදියර සංක්‍රාන්ති ආකෘතිය සඳහා භාවිතා කරන කොන්දේසි සංකීර්ණ තාප යාන්ත්‍රික බර යටතේ වලංගු වේ.සෑම මොහොතකම, මාර්ටෙන්සයිට් පරිමාවේ කොටසෙහි අගය ගණනය කරනු ලබන්නේ සාංදෘෂ්ටික සමීකරණය ආදර්ශණය කිරීමේදීය.
උනුසුම් තත්ත්වයන් යටතේ මාටෙන්සයිට් ඔස්ටිනයිට් බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් ප්‍රකාශිත පාලන ප්‍රතිවර්තන සමීකරණය පහත පරිදි වේ:
මෙහි \(\xi\) යනු මාර්ටෙන්සයිට් හි පරිමා කොටසයි, \(\xi _M\) යනු රත් කිරීමට පෙර ලබාගත් මාටෙන්සයිට් වල පරිමා භාගයයි, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \ displaystyle b_A = -a_A/C_A\) සහ \(C_A වයර් වයර්, T_A, උෂ්ණත්වය - C_A යෙදුම, උෂ්ණත්වය \) සහ \(A_f\) - ඔස්ටේනයිට් අවධියේ ආරම්භය සහ අවසානය, පිළිවෙලින්, උෂ්ණත්වය.
සිසිලන තත්ත්‍වයන් යටතේ ඔස්ටේනයිට් මාර්ටෙන්සයිට් බවට අදියර පරිවර්තනය මගින් නිරූපණය කෙරෙන සෘජු පරිවර්තන පාලන සමීකරණය:
මෙහි \(\xi _A\) යනු සිසිලනය වීමට පෙර ලබාගත් මාර්ටෙන්සයිට් පරිමාවේ කොටසයි, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\ displaystyle b_M = -a_M/C_M\) සහ \ ( C_M \) – වක්‍ර සවි කිරීමේ පරාමිති, T \(M වයර්\) ආරම්භක උෂ්ණත්වය, T \(SMA_ උෂ්ණත්වය, පිළිවෙලින්.
සමීකරණ (3) සහ (4) වෙනස් කළ පසු, ප්‍රතිලෝම සහ සෘජු පරිවර්තන සමීකරණ පහත දැක්වෙන ආකාරයෙන් සරල කරනු ලැබේ:
ඉදිරියට සහ පසුපසට පරිවර්තනය කිරීමේදී \(\eta _{\sigma}\) සහ \(\eta _{T}\) විවිධ අගයන් ගනී.\(\eta _{\sigma}\) සහ \(\eta _{T}\) හා සම්බන්ධ මූලික සමීකරණ ව්‍යුත්පන්න කර අමතර කොටසක විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කර ඇත.
SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය ඉහළ නැංවීමට අවශ්‍ය තාප ශක්තිය ලැබෙන්නේ ජූල් තාපන ආචරණයෙනි.SMA වයර් මගින් අවශෝෂණය කරන ලද හෝ මුදා හරින ලද තාප ශක්තිය පරිවර්තනයේ ගුප්ත තාපය මගින් නිරූපණය කෙරේ.SMA වයර්හි තාප අලාභය බලහත්කාරයෙන් සංවහනය වීම නිසා වන අතර, විකිරණවල නොසැලකිය හැකි බලපෑම ලබා දී ඇති අතර, තාප ශක්ති සමතුලිත සමීකරණය පහත පරිදි වේ:
\(m_{wire}\) යනු SMA වයරයේ සම්පූර්ණ ස්කන්ධය වන අතර, \(c_{p}\) යනු SMA හි නිශ්චිත තාප ධාරිතාවය, \(V_{in}\) යනු වයරයට යොදන වෝල්ටීයතාවය, \(R_{ohm} \ ) – අදියර මත රඳා පවතින ප්‍රතිරෝධය SMA ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) මෙහි \(r_M\) සහ \(r_A\) යනු පිළිවෙලින් මාර්ටෙන්සයිට් සහ ඔස්ටේනයිට් හි SMA අවධි ප්‍රතිරෝධය වේ, \(A_{c}\) යනු \(A_{c}\) යනු \(A_{c}\) යනු \(A_{c}\) යනු වයර් වයර්,වයරයේ සංක්‍රාන්ති ගුප්ත තාපය, T සහ \(T_{\infty}\) යනු පිළිවෙලින් SMA වයරයේ සහ පරිසරයේ උෂ්ණත්වයයි.
හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ වයරයක් ක්‍රියාත්මක වූ විට, වයරය සම්පීඩනය වන අතර, තන්තු බලය ලෙස හැඳින්වෙන bimodal මෝස්තරයේ සෑම ශාඛාවකම බලයක් නිර්මාණය කරයි.SMA වයරයේ එක් එක් තන්තු වල ඇති තන්තු වල බලවේග එක්ව 9e හි පෙන්වා ඇති පරිදි ක්‍රියාත්මක වීමට මාංශ පේශි බලය නිර්මාණය කරයි.පක්ෂග්‍රාහී වසන්තයක් තිබීම හේතුවෙන්, Nth බහු ස්ථර ක්‍රියාකාරකයේ සම්පූර්ණ මාංශ පේශි බලය වන්නේ:
\(N = 1\) සමීකරණයට (7) ආදේශ කිරීමෙන්, පළමු අදියර bimodal drive prototype හි මාංශ පේශි ශක්තිය පහත පරිදි ලබා ගත හැක:
මෙහි n යනු ඒකාකාර පාද සංඛ්‍යාව, \(F_m\) යනු ධාවකය මගින් ජනනය වන මාංශ පේශි බලයයි, \(F_f\) යනු SMA වයර්හි තන්තු ශක්තියයි, \(K_x\) යනු පක්ෂග්‍රාහී දෘඪතාවයි.වසන්තය, \(\alpha\) යනු ත්‍රිකෝණයේ කෝණය වන අතර, \(x_0\) යනු SMA කේබලය පූර්ව ආතති තත්වයේ තබා ගැනීමට පක්ෂග්‍රාහී වසන්තයේ ආරම්භක ඕෆ්සෙට් වේ, සහ \(\Delta x\) යනු ක්‍රියාකාරක ගමනයි.
Nවන අදියරේ SMA වයර් මත වෝල්ටීයතාව (\(\sigma\)) සහ වික්‍රියා (\(\epsilon\)) මත පදනම්ව ධාවකයේ සම්පූර්ණ විස්ථාපනය හෝ චලනය (\(\Delta x\)), ධාවකය සකසා ඇත (රූපය බලන්න. ප්‍රතිදානයේ අමතර කොටස):
චාලක සමීකරණ මඟින් ධාවක විරූපණය (\(\epsilon\)) සහ විස්ථාපනය හෝ විස්ථාපනය (\(\Delta x\)) අතර සම්බන්ධය ලබා දේ.ආරම්භක Arb වයර් දිග (\(l_0\)) සහ ඕනෑම අවස්ථාවක t හි වයර් දිග (l) හි ශ්‍රිතයක් ලෙස Arb වයර් විකෘති කිරීම එක් ඒකාකාර ශාඛාවක පහත පරිදි වේ:
එහිදී \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) ලබා ගන්නේ \(\Delta\)ABB ' හි ඇති cosine සූත්‍රය යෙදීමෙන්, රූප සටහන 8 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. \D(1) ta x\), සහ \(\alpha _1\) යනු රූපය 8 හි පෙන්වා ඇති පරිදි \(\alpha \) වේ, සමීකරණය (11) සිට කාලය වෙනස් කිරීමෙන් සහ l හි අගය ආදේශ කිරීමෙන්, වික්‍රියා අනුපාතය මෙසේ ලිවිය හැකිය:
මෙහි \(l_0\) යනු SMA වයරයේ ආරම්භක දිග වේ, l යනු ඕනෑම අවස්ථාවක t යනු එක් ඒකාකාර ශාඛාවක වයර් දිග වේ, \(\epsilon\) යනු SMA වයරය තුළ වර්ධනය වූ විරූපණය වන අතර \(\alpha \) යනු ත්‍රිකෝණයේ කෝණය , \(\Delta x\) යනු ධාවකයේ ඕෆ්සෙට් (රූපය 8 හි පෙන්වා ඇති පරිදි) වේ.
සියලුම n තනි-උච්ච ව්‍යුහයන් (\(n=6\) මෙම රූපයේ) ආදාන වෝල්ටීයතාවය ලෙස \(V_{in}\) සමඟ සම්බන්ධ වේ.අදියර I: ශුන්‍ය වෝල්ටීයතා තත්ත්ව යටතේ ද්විමාධ්‍ය වින්‍යාසය තුළ SMA වයරයේ ක්‍රමානුකුල රූප සටහන II අදියර: රතු රේඛාවෙන් දැක්වෙන පරිදි ප්‍රතිලෝම පරිවර්තනය හේතුවෙන් SMA වයරය සම්පීඩිත වන පාලිත ව්‍යුහයක් පෙන්වයි.
සංකල්පයේ සාක්ෂියක් ලෙස, පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල සමඟ යටින් පවතින සමීකරණවල අනුකරණය කළ ව්‍යුත්පන්නය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා SMA-පාදක bimodal ධාවකයක් සංවර්ධනය කරන ලදී.Bimodal linear actuator හි CAD ආකෘතිය රූපයේ දැක්වේ.9a.අනෙක් අතට, fig දී.9c ද්වි-තල ව්‍යුහයක් සහිත SMA-පදනම් වූ ක්‍රියාකාරකයක් භාවිතයෙන් භ්‍රමණ ප්‍රිස්මාටික් සම්බන්ධතාවයක් සඳහා යෝජිත නව සැලසුමක් පෙන්වයි.ධාවක සංරචක Ultimaker 3 Extended 3D මුද්‍රණ යන්ත්‍රයක ආකලන නිෂ්පාදන භාවිතයෙන් නිපදවා ඇත.සංරචක ත්‍රිමාණ මුද්‍රණය සඳහා භාවිතා කරන ද්‍රව්‍ය වන්නේ පොලිකාබනේට් වන අතර එය ශක්තිමත්, කල් පවතින සහ ඉහළ වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයක් ඇති බැවින් තාප ප්‍රතිරෝධී ද්‍රව්‍ය සඳහා සුදුසු වේ (110-113 \(^{\circ }\) C).මීට අමතරව, Dynalloy, Inc. Flexinol හැඩැති මතක මිශ්‍ර ලෝහ වයර් අත්හදා බැලීම් වලදී භාවිතා කරන ලද අතර, Flexinol වයරයට අනුරූප වන ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග සමාකරණවල භාවිතා කරන ලදී.බහුවිධ SMA වයර් 9b, d හි පෙන්වා ඇති පරිදි, බහු ස්ථර ක්‍රියාකාරක මගින් නිපදවන ඉහළ බලවේග ලබා ගැනීම සඳහා මාංශ පේශිවල ද්විමාන සැකැස්මක පවතින තන්තු ලෙස සකසා ඇත.
රූප සටහන 9a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, චංචල හස්තය SMA වයරය මගින් සාදනු ලබන උග්ර කෝණය කෝණය (\(\alpha\)) ලෙස හැඳින්වේ.වම් සහ දකුණු කලම්ප වලට පර්යන්ත කලම්ප සවි කර ඇති අතර, SMA වයරය අපේක්ෂිත bimodal කෝණයෙහි තබා ඇත.SMA තන්තු වල සංඛ්‍යාව (n) අනුව විවිධ පක්ෂග්‍රාහී වසන්ත විස්තාරණ කණ්ඩායම් සකස් කිරීම සඳහා වසන්ත සම්බන්ධකයේ රඳවා ඇති bias වසන්ත උපාංගය සැලසුම් කර ඇත.මීට අමතරව, චලනය වන කොටස්වල පිහිටීම සැලසුම් කර ඇත්තේ SMA වයරය බලහත්කාරයෙන් සංවහන සිසිලනය සඳහා බාහිර පරිසරයට නිරාවරණය වන පරිදි ය.ඉවත් කළ හැකි එකලස් කිරීමේ ඉහළ සහ පහළ තහඩු බර අඩු කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති නිස්සාරණය කරන ලද කටවුට් සමඟ SMA වයරය සිසිල්ව තබා ගැනීමට උපකාරී වේ.මීට අමතරව, CMA වයරයේ කෙළවර දෙකම පිළිවෙලින් වම් සහ දකුණු පර්යන්තවලට සවි කර ඇත.ඉහළ සහ පහළ තහඩු අතර නිෂ්කාශනය පවත්වා ගැනීම සඳහා චංචල එකලස් කිරීමේ එක් කෙළවරක ජලනලයක් සවි කර ඇත.SMA වයරය ක්‍රියාත්මක වන විට අවහිර කිරීමේ බලය මැනීම සඳහා ස්පර්ශයක් හරහා සංවේදකයට අවහිර කිරීමේ බලයක් යෙදීමට ද ජලනල භාවිතා කරයි.
Bimodal මාංශ පේශි ව්‍යුහය SMA ශ්‍රේණිගතව විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ධ කර ඇති අතර ආදාන ස්පන්දන වෝල්ටීයතාවයකින් බල ගැන්වේ.වෝල්ටීයතා ස්පන්දන චක්‍රය අතරතුර, වෝල්ටීයතාව යොදන විට සහ SMA වයරය ඔස්ටේනයිට් හි ආරම්භක උෂ්ණත්වයට වඩා රත් කළ විට, එක් එක් නූල් වල වයර් දිග කෙටි වේ.මෙම ආපසු ගැනීම මගින් චංචල හස්තය සක්රිය කරයි.එම චක්‍රයේම වෝල්ටීයතාව ශුන්‍ය වූ විට, රත් වූ SMA වයර් මාර්ටෙන්සයිට් මතුපිට උෂ්ණත්වයට වඩා පහළින් සිසිල් වූ අතර එමඟින් එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණේ.ශුන්‍ය ආතති තත්ත්‍වයන් යටතේ, SMA වයරය ප්‍රථමයෙන් detwind martensitic තත්ත්‍වයට ලඟා වීම සඳහා පක්ෂග්‍රාහී වසන්තයක් මගින් නිෂ්ක්‍රීයව දිගු වේ.SMA වයරය හරහා ගමන් කරන ඉස්කුරුප්පු ඇණ, SMA වයරයට වෝල්ටීයතා ස්පන්දනයක් යෙදීමෙන් සාදන ලද සම්පීඩනය හේතුවෙන් චලනය වේ (SPA austenite අදියර කරා ළඟා වේ), එය චංචල ලීවරය ක්‍රියාත්මක වීමට හේතු වේ.SMA වයරය ඉවත් කළ විට, පක්ෂග්‍රාහී වසන්තය වසන්තය තවදුරටත් දිගු කිරීමෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ බලයක් නිර්මාණය කරයි.ආවේග වෝල්ටීයතාවයේ ආතතිය ශුන්‍ය වන විට, බලහත්කාර සංවහන සිසිලනය හේතුවෙන් SMA වයරය දිගු වන අතර එහි හැඩය වෙනස් කරයි, ද්විත්ව මාර්ටෙන්සිටික් අවධියකට ළඟා වේ.
යෝජිත SMA-පාදක රේඛීය ක්‍රියාකාරක පද්ධතියට SMA වයර් කෝණික වන bimodal වින්‍යාසයක් ඇත.(a) මූලාකෘතියේ CAD ආකෘතියක් නිරූපණය කරයි, එය මූලාකෘතිය සඳහා සමහර සංරචක සහ ඒවායේ අර්ථයන් සඳහන් කරයි, (b, d) සංවර්ධිත පර්යේෂණාත්මක මූලාකෘතිය නියෝජනය කරයි35.(b) භාවිතා කරන ලද විදුලි සම්බන්ධතා සහ පක්ෂග්‍රාහී උල්පත් සහ වික්‍රියා මාපක සහිත මූලාකෘතියේ ඉහළ දසුනක් පෙන්වන අතර, (d) සැකසුම පිළිබඳ ඉදිරිදර්ශනයක් පෙන්වයි.(ඉ) තන්තු සහ මාංශ පේශි ශක්තියේ දිශානතිය සහ ගමන් මග පෙන්වමින්, ඕනෑම අවස්ථාවක t bimodally තබා ඇති SMA වයර් සහිත රේඛීය ක්‍රියාකාරී පද්ධතියක රූප සටහන.(ඇ) තල දෙකක SMA-පාදක ක්‍රියාකාරකයක් යෙදවීම සඳහා 2-DOF භ්‍රමණ ප්‍රිස්මැටික් සම්බන්ධතාවයක් යෝජනා කර ඇත.පෙන්වා ඇති පරිදි, සබැඳිය පහළ ධාවකයේ සිට ඉහළ අත දක්වා රේඛීය චලිතය සම්ප්රේෂණය කරයි, භ්රමණ සම්බන්ධතාවයක් නිර්මාණය කරයි.අනෙක් අතට, ප්‍රිස්ම යුගලයේ චලනය බහු ස්ථර පළමු අදියර ධාවකයේ චලනයට සමාන වේ.
SMA මත පදනම් වූ bimodal ධාවකයක කාර්ය සාධනය ඇගයීම සඳහා Fig. 9b හි පෙන්වා ඇති මූලාකෘතිය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක් සිදු කරන ලදී.රූප සටහන 10a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, පර්යේෂණාත්මක සැකසුම SMA වයර්වලට ආදාන වෝල්ටීයතාව සැපයීම සඳහා වැඩසටහන්ගත කළ හැකි DC බල සැපයුමකින් සමන්විත විය.fig හි පෙන්වා ඇති පරිදි.10b, Graphtec GL-2000 දත්ත ලොගරයක් භාවිතයෙන් අවහිර කිරීමේ බලය මැනීමට piezoelectric strain gauge (PACEline CFT/5kN) භාවිතා කරන ලදී.වැඩිදුර අධ්‍යයනය සඳහා ධාරකය විසින් දත්ත සටහන් කර ඇත.ආතති මිනුම් සහ ආරෝපණ ඇම්ප්ලිෆයර් සඳහා වෝල්ටීයතා සංඥාවක් නිපදවීමට නියත බල සැපයුමක් අවශ්ය වේ.වගුව 2 හි විස්තර කර ඇති පරිදි piezoelectric බල සංවේදකයේ සහ අනෙකුත් පරාමිතීන්ගේ සංවේදීතාව අනුව අනුරූප සංඥා බල නිමැවුම් බවට පරිවර්තනය වේ. වෝල්ටීයතා ස්පන්දනයක් යොදන විට, SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන අතර, SMA වයරය සම්පීඩනය වීමට හේතු වන අතර, එය ක්‍රියාකරුට බලය ජනනය වීමට හේතු වේ.7 V ආදාන වෝල්ටීයතා ස්පන්දනය මගින් මාංශ පේශි ශක්තිය ප්රතිදානය කිරීමේ පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල fig හි දැක්වේ.2a.
(අ) ක්‍රියාකරු විසින් ජනනය කරන ලද බලය මැනීම සඳහා අත්හදා බැලීමේ දී SMA මත පදනම් වූ රේඛීය ක්‍රියාකාරක පද්ධතියක් පිහිටුවන ලදී.පැටවුම් කොටුව අවහිර කිරීමේ බලය මනිනු ලබන අතර 24 V DC බල සැපයුමකින් බල ගැන්වේ.GW Instek වැඩසටහන්ගත කළ හැකි DC බල සැපයුමක් භාවිතයෙන් කේබලයේ සම්පූර්ණ දිග දිගේ 7 V වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් යොදන ලදී.SMA වයරය තාපය නිසා හැකිලෙන අතර, චංචල බාහුව පැටවුම් සෛලය සම්බන්ධ කර අවහිර කිරීමේ බලයක් යොදවයි.පැටවුම් කොටුව GL-2000 දත්ත ලොගර් වෙත සම්බන්ධ කර ඇති අතර වැඩිදුර සැකසීම සඳහා දත්ත ධාරකයෙහි ගබඩා කර ඇත.(ආ) මාංශ පේශි ශක්තිය මැනීම සඳහා පර්යේෂණාත්මක සැකසුමෙහි සංරචක දාමය පෙන්වන රූප සටහන.
හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහ තාප ශක්තියෙන් උද්දීපනය වේ, එබැවින් හැඩය මතක සංසිද්ධිය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා උෂ්ණත්වය වැදගත් පරාමිතියක් බවට පත්වේ.පර්යේෂණාත්මකව, Fig. 11a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, මූලාකෘති SMA-පාදක divalerate actuator මත තාප රූප සහ උෂ්ණත්ව මිනුම් සිදු කරන ලදී.වැඩසටහන්ගත කළ හැකි DC ප්‍රභවයක් රූප සටහන 11b හි පෙන්වා ඇති පරිදි පර්යේෂණාත්මක සැකසුමෙහි SMA වයර් වෙත ආදාන වෝල්ටීයතාවයක් යොදන ලදී.ඉහළ විභේදන LWIR කැමරාවක් (FLIR A655sc) භාවිතයෙන් තත්‍ය කාලීනව SMA වයරයේ උෂ්ණත්ව වෙනස මනිනු ලැබුවා.තවදුරටත් පසු-සැකසුම් කිරීම සඳහා දත්ත වාර්තා කිරීමට ධාරකය ResearchIR මෘදුකාංගය භාවිතා කරයි.වෝල්ටීයතා ස්පන්දනයක් යොදන විට, SMA වයරයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන අතර, SMA වයරය හැකිලීමට හේතු වේ.අත්තික්කා මත.7V ආදාන වෝල්ටීයතා ස්පන්දනය සඳහා කාලයට සාපේක්ෂව SMA වයර් උෂ්ණත්වයේ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල රූප සටහන 2b පෙන්වයි.