Hvala, ker ste obiskali Nature.com. Različica brskalnika, ki jo uporabljate, ima omejeno podporo za CSS. Za najboljšo izkušnjo priporočamo, da uporabite posodobljen brskalnik (ali onemogočite način združljivosti v Internet Explorerju). Medtem bomo za zagotovitev nadaljnje podpore spletno mesto prikazali brez slogov in JavaScripta.
Aktuatorji se uporabljajo povsod in ustvarjajo nadzorovano gibanje z uporabo pravilne vzbujevalne sile ali navora za izvajanje različnih operacij v proizvodnji in industrijski avtomatizaciji. Potreba po hitrejših, manjših in učinkovitejših pogonih spodbuja inovacije pri zasnovi pogonov. Pogoni iz zlitine s spominom oblike (SMA) ponujajo številne prednosti pred običajnimi pogoni, vključno z visokim razmerjem med močjo in težo. V tej disertaciji je bil razvit aktuator na osnovi dveh peresnih SMA, ki združuje prednosti peresnih mišic bioloških sistemov in edinstvene lastnosti SMA. Ta študija raziskuje in razširja prejšnje aktuatorje SMA z razvojem matematičnega modela novega aktuatorja, ki temelji na bimodalni razporeditvi žic SMA, in njegovim eksperimentalnim testiranjem. V primerjavi z znanimi pogoni, ki temeljijo na SMA, je aktuatorska sila novega pogona vsaj 5-krat večja (do 150 N). Ustrezna izguba teže je približno 67 %. Rezultati analize občutljivosti matematičnih modelov so uporabni za nastavitev parametrov zasnove in razumevanje ključnih parametrov. Ta študija nadalje predstavlja večnivojski N-stopenjski pogon, ki ga je mogoče uporabiti za nadaljnje izboljšanje dinamike. Dipvaleratni mišični aktuatorji na osnovi SMA imajo široko paleto aplikacij, od avtomatizacije stavb do sistemov za natančno dajanje zdravil.
Biološki sistemi, kot so mišične strukture sesalcev, lahko aktivirajo številne subtilne aktuatorje1. Sesalci imajo različne mišične strukture, od katerih vsaka služi svojemu specifičnemu namenu. Vendar pa lahko velik del strukture mišičnega tkiva sesalcev razdelimo v dve široki kategoriji. Vzporedne in pernate. V zadnjih stegenskih mišicah in drugih fleksorjih, kot že ime pove, ima vzporedna muskulatura mišična vlakna vzporedna s centralno tetivo. Veriga mišičnih vlaken je poravnana in funkcionalno povezana z vezivnim tkivom okoli njih. Čeprav naj bi imele te mišice velik izlet (odstotek skrajšanja), je njihova skupna mišična moč zelo omejena. Nasprotno pa se v tricepsu, mečni mišici2 (lateralna gastroknemius (GL)3, medialna gastroknemius (GM)4 in soleus (SOL)) in ekstenzorju stegenske mišice (quadriceps)5,6, nahaja pernato mišično tkivo v vsaki mišici7. V pernati strukturi so mišična vlakna v bipernati muskulaturi prisotna na obeh straneh centralne tetive pod poševnimi koti (pernati koti). Pernata mišica izhaja iz latinske besede »penna«, kar pomeni »pero«, in kot je prikazano na sliki 1, ima videz, podoben perju. Vlakna pernatih mišic so krajša in nagnjena glede na vzdolžno os mišice. Zaradi pernate strukture se zmanjša splošna gibljivost teh mišic, kar vodi do prečnih in vzdolžnih komponent procesa skrajšanja. Po drugi strani pa aktivacija teh mišic vodi do večje skupne mišične moči zaradi načina merjenja fiziološke površine prečnega prereza. Zato bodo za dano površino prečnega prereza pernate mišice močnejše in bodo ustvarjale večje sile kot mišice z vzporednimi vlakni. Sile, ki jih ustvarjajo posamezna vlakna, ustvarjajo mišične sile na makroskopski ravni v tem mišičnem tkivu. Poleg tega ima edinstvene lastnosti, kot so hitro krčenje, zaščita pred nateznimi poškodbami in blaženje. Spreminja razmerje med vhodnimi vlakni in izhodno močjo mišic z izkoriščanjem edinstvenih značilnosti in geometrijske kompleksnosti razporeditve vlaken, povezanih z mišičnimi linijami delovanja.
Prikazani so shematski diagrami obstoječih zasnov aktuatorjev na osnovi SMA v povezavi z bimodalno mišično arhitekturo, na primer (a), ki predstavlja interakcijo taktilne sile, pri kateri je naprava v obliki roke, ki jo aktivirajo žice SMA, nameščena na dvokolesnem avtonomnem mobilnem robotu9,10., (b) Robotska orbitalna proteza z antagonistično nameščeno vzmetno obremenjeno orbitalno protezo SMA. Položaj protetičnega očesa nadzoruje signal iz očesne mišice očesa11, (c) Aktuatorji SMA so idealni za podvodno uporabo zaradi svojega visokega frekvenčnega odziva in nizke pasovne širine. V tej konfiguraciji se aktuatorji SMA uporabljajo za ustvarjanje valovnega gibanja s simulacijo gibanja rib, (d) Aktuatorji SMA se uporabljajo za ustvarjanje robota za pregled mikro cevi, ki lahko uporablja načelo gibanja palčnega črva, ki ga nadzoruje gibanje žic SMA znotraj kanala 10, (e) prikazuje smer krčenja mišičnih vlaken in ustvarjanje kontraktilne sile v tkivu gastroknemiusa, (f) prikazuje žice SMA, razporejene v obliki mišičnih vlaken v strukturi penatnih mišic.
Aktuatorji so zaradi širokega nabora uporabe postali pomemben del mehanskih sistemov. Zato je potreba po manjših, hitrejših in učinkovitejših pogonih postala ključnega pomena. Kljub svojim prednostim so se tradicionalni pogoni izkazali za drage in dolgotrajne za vzdrževanje. Hidravlični in pnevmatski aktuatorji so kompleksni in dragi ter so podvrženi obrabi, težavam z mazanjem in odpovedi komponent. Zaradi povpraševanja se osredotočamo na razvoj stroškovno učinkovitih, dimenzionirano optimiziranih in naprednih aktuatorjev, ki temeljijo na pametnih materialih. Za zadovoljevanje te potrebe potekajo raziskave, ki preučujejo večplastne aktuatorje iz zlitine s spominom oblike (SMA). Hierarhični aktuatorji so edinstveni po tem, da združujejo številne diskretne aktuatorje v geometrijsko kompleksne podsisteme makro ravni, da zagotovijo povečano in razširjeno funkcionalnost. V zvezi s tem zgoraj opisano človeško mišično tkivo predstavlja odličen večplastni primer takšnega večplastnega aktiviranja. Trenutna študija opisuje večnivojski pogon SMA z več posameznimi pogonskimi elementi (žicami SMA), poravnanimi z orientacijami vlaken, ki so prisotne v bimodalnih mišicah, kar izboljša splošno delovanje pogona.
Glavni namen aktuatorja je ustvarjanje mehanske izhodne moči, kot sta sila in premik, s pretvorbo električne energije. Zlitine s spominom oblike so razred "pametnih" materialov, ki lahko pri visokih temperaturah obnovijo svojo obliko. Pri visokih obremenitvah zvišanje temperature žice SMA povzroči obnovitev oblike, kar ima za posledico večjo gostoto energije aktiviranja v primerjavi z različnimi neposredno vezanimi pametnimi materiali. Hkrati pa SMA pri mehanskih obremenitvah postanejo krhke. Pod določenimi pogoji lahko ciklična obremenitev absorbira in sprosti mehansko energijo, kar kaže na reverzibilne histerezne spremembe oblike. Zaradi teh edinstvenih lastnosti je SMA idealen za senzorje, dušenje vibracij in zlasti aktuatorje12. S tem v mislih je bilo opravljenih veliko raziskav o pogonih na osnovi SMA. Treba je opozoriti, da so aktuatorji na osnovi SMA zasnovani tako, da zagotavljajo translacijsko in rotacijsko gibanje za različne aplikacije13,14,15. Čeprav so bili razviti nekateri rotacijski aktuatorji, raziskovalce še posebej zanimajo linearni aktuatorji. Te linearne aktuatorje lahko razdelimo na tri vrste aktuatorjev: enodimenzionalne, premične in diferencialne aktuatorje16. Sprva so bili hibridni pogoni ustvarjeni v kombinaciji s SMA in drugimi konvencionalnimi pogoni. En tak primer hibridnega linearnega aktuatorja na osnovi SMA je uporaba žice SMA z enosmernim motorjem za zagotavljanje izhodne sile okoli 100 N in znatnega premika17.
Eden prvih razvojnih dosežkov pri pogonih, ki v celoti temeljijo na SMA, je bil vzporedni pogon SMA. Vzporedni pogon na osnovi SMA je zasnovan tako, da z uporabo več žic SMA poveča zmogljivost pogona tako, da vse žice SMA18 postavi vzporedno. Vzporedna povezava aktuatorjev ne zahteva le več moči, temveč tudi omejuje izhodno moč posamezne žice. Druga pomanjkljivost aktuatorjev na osnovi SMA je omejen hod, ki ga lahko dosežejo. Za rešitev te težave je bil ustvarjen kabelski nosilec SMA, ki vsebuje odklonjen fleksibilen nosilec za povečanje premika in doseganje linearnega gibanja, vendar ni ustvaril večjih sil19. Mehke deformabilne strukture in tkanine za robote na osnovi zlitin s spominskim učinkom so bile razvite predvsem za ojačanje udarcev20,21,22. Za aplikacije, kjer so potrebne visoke hitrosti, so poročali o kompaktnih gnanih črpalkah z uporabo tankoplastnih SMA za aplikacije, ki jih poganjajo mikročrpalke23. Pogonska frekvenca tankoplastne membrane SMA je ključni dejavnik pri nadzoru hitrosti gonilnika. Zato imajo linearni motorji SMA boljši dinamični odziv kot vzmetni ali paličasti motorji SMA. Mehka robotika in tehnologija prijemanja sta dve drugi aplikaciji, ki uporabljata aktuatorje na osnovi SMA. Na primer, za zamenjavo standardnega aktuatorja, ki se uporablja v prostorski vpenjači 25 N, je bil razvit vzporedni aktuator 24 iz zlitine s spominskim učinkom. V drugem primeru je bil izdelan mehki aktuator SMA na osnovi žice z vgrajeno matriko, ki lahko ustvari največjo vlečno silo 30 N. Zaradi svojih mehanskih lastnosti se SMA uporabljajo tudi za izdelavo aktuatorjev, ki posnemajo biološke pojave. Eden takšnih razvojev vključuje 12-celični robot, ki je biomimetik organizma, podobnega deževniku, s SMA za ustvarjanje sinusoidnega gibanja za sprožitev26,27.
Kot smo že omenili, obstaja omejitev največje sile, ki jo je mogoče doseči z obstoječimi aktuatorji na osnovi SMA. Da bi rešili to težavo, ta študija predstavlja biomimetično bimodalno mišično strukturo. Poganja jo žica iz zlitine s spominom oblike. Zagotavlja klasifikacijski sistem, ki vključuje več žic iz zlitine s spominom oblike. Do danes v literaturi ni bilo poročil o aktuatorjih na osnovi SMA s podobno arhitekturo. Ta edinstven in nov sistem, ki temelji na SMA, je bil razvit za preučevanje obnašanja SMA med bimodalnim poravnavanjem mišic. V primerjavi z obstoječimi aktuatorji na osnovi SMA je bil cilj te študije ustvariti biomimetični dipvaleratni aktuator, ki bi ustvaril bistveno večje sile v majhni prostornini. V primerjavi s konvencionalnimi pogoni, ki jih poganjajo koračni motorji, ki se uporabljajo v sistemih za avtomatizacijo in nadzor stavb HVAC, predlagana zasnova bimodalnega pogona na osnovi SMA zmanjša težo pogonskega mehanizma za 67 %. V nadaljevanju se izraza »mišica« in »pogon« uporabljata sopomenljivo. Ta študija raziskuje večfizikalno simulacijo takšnega pogona. Mehansko obnašanje takšnih sistemov je bilo preučeno z eksperimentalnimi in analitičnimi metodami. Porazdelitve sile in temperature so bile nadalje raziskane pri vhodni napetosti 7 V. Nato je bila izvedena parametrična analiza za boljše razumevanje razmerja med ključnimi parametri in izhodno silo. Nazadnje so bili predvideni hierarhični aktuatorji in predlagani so bili hierarhični učinki nivojev kot potencialno prihodnje področje za nemagnetne aktuatorje za protetične aplikacije. Glede na rezultate zgoraj omenjenih študij uporaba enostopenjske arhitekture ustvari sile, ki so vsaj štiri- do petkrat večje od prijavljenih aktuatorjev na osnovi SMA. Poleg tega se je izkazalo, da je ista pogonska sila, ki jo ustvari večnivojski večnivojski pogon, več kot desetkrat večja od običajnih pogonov na osnovi SMA. Študija nato poroča o ključnih parametrih z uporabo analize občutljivosti med različnimi zasnovami in vhodnimi spremenljivkami. Začetna dolžina žice SMA (\(l_0\)\), pernati kot (\(\alfa\)\) in število posameznih pramenov (n) v vsakem posameznem pramenu imajo močan negativen vpliv na velikost pogonske sile, medtem ko se je vhodna napetost (energija) izkazala za pozitivno korelirano.
Žica SMA kaže učinek spomina oblike (SME), ki ga opazimo v družini zlitin nikelj-titan (Ni-Ti). SMA običajno kažejo dve temperaturno odvisni fazi: nizkotemperaturno fazo in visokotemperaturno fazo. Obe fazi imata edinstvene lastnosti zaradi prisotnosti različnih kristalnih struktur. V avstenitni fazi (visokotemperaturni fazi), ki obstaja nad temperaturo transformacije, material kaže visoko trdnost in se pod obremenitvijo slabo deformira. Zlitina se obnaša kot nerjaveče jeklo, zato lahko prenese višje tlake aktiviranja. Z izkoriščanjem te lastnosti zlitin Ni-Ti so žice SMA nagnjene, da tvorijo aktuator. Razviti so bili ustrezni analitični modeli za razumevanje temeljne mehanike toplotnega obnašanja SMA pod vplivom različnih parametrov in različnih geometrij. Doseženo je bilo dobro ujemanje med eksperimentalnimi in analitičnimi rezultati.
Na prototipu, prikazanem na sliki 9a, je bila izvedena eksperimentalna študija za oceno delovanja bimodalnega pogona, ki temelji na SMA. Dve od teh lastnosti, sila, ki jo ustvari pogon (mišična sila), in temperatura žice SMA (temperatura SMA), sta bili eksperimentalno izmerjeni. Ko se napetostna razlika povečuje vzdolž celotne dolžine žice v pogonu, se temperatura žice povečuje zaradi Joulovega segrevanja. Vhodna napetost je bila uporabljena v dveh 10-sekundnih ciklih (prikazano kot rdeče pike na sliki 2a, b) s 15-sekundnim obdobjem hlajenja med vsakim ciklom. Blokirno silo so merili s piezoelektričnim merilnikom deformacij, porazdelitev temperature žice SMA pa so spremljali v realnem času z znanstveno visokoločljivostno LWIR kamero (glejte značilnosti uporabljene opreme v tabeli 2). Raziskava kaže, da se med fazo visoke napetosti temperatura žice monotono povečuje, ko pa tok ne teče, temperatura žice še naprej pada. V trenutni eksperimentalni nastavitvi se je temperatura žice SMA med fazo hlajenja znižala, vendar je bila še vedno nad temperaturo okolice. Slika 2e prikazuje posnetek temperature žice SMA, posnet s kamero LWIR. Po drugi strani pa slika 2a prikazuje blokirno silo, ki jo ustvari pogonski sistem. Ko mišična sila preseže silo vračanja vzmeti, se premična roka, kot je prikazano na sliki 9a, začne premikati. Takoj ko se začne aktiviranje, premična roka pride v stik s senzorjem in ustvari telesno silo, kot je prikazano na sliki 2c, d. Ko je najvišja temperatura blizu \(84\,^{\circ}\hbox {C}\), je najvišja opažena sila 105 N.
Graf prikazuje eksperimentalne rezultate temperature žice SMA in sile, ki jo ustvari bimodalni aktuator na osnovi SMA med dvema cikloma. Vhodna napetost se uporabi v dveh 10-sekundnih ciklih (prikazanih kot rdeče pike) s 15-sekundnim obdobjem ohlajanja med vsakim ciklom. Žica SMA, uporabljena za poskuse, je bila žica Flexinol s premerom 0,51 mm podjetja Dynalloy, Inc. (a) Graf prikazuje eksperimentalno silo, dobljeno v dveh ciklih, (c, d) prikazuje dva neodvisna primera delovanja aktuatorjev s premično ročico na piezoelektrični pretvornik sile PACEline CFT/5kN, (b) graf prikazuje najvišjo temperaturo celotne žice SMA med dvema cikloma, (e) prikazuje temperaturni posnetek žice SMA, posnet z uporabo LWIR kamere programske opreme FLIR ResearchIR. Geometrijski parametri, upoštevani v poskusih, so navedeni v tabeli 1.
Rezultati simulacije matematičnega modela in eksperimentalni rezultati so primerjani pod pogojem vhodne napetosti 7 V, kot je prikazano na sliki 5. Glede na rezultate parametrične analize in da bi se izognili možnosti pregrevanja žice SMA, je bila aktuatorju dovedena moč 11,2 W. Za napajanje vhodne napetosti 7 V je bil uporabljen programabilni enosmerni napajalnik, po žici pa je bil izmerjen tok 1,6 A. Sila, ki jo ustvari pogon, in temperatura SDR se povečata, ko se dovede tok. Pri vhodni napetosti 7 V je največja izhodna sila, dobljena iz rezultatov simulacije in eksperimentalnih rezultatov prvega cikla, 78 N oziroma 96 N. V drugem ciklu je bila največja izhodna sila simulacije in eksperimentalnih rezultatov 150 N oziroma 105 N. Razlika med meritvami sile okluzije in eksperimentalnimi podatki je lahko posledica metode, uporabljene za merjenje sile okluzije. Eksperimentalni rezultati, prikazani na sliki 5. Slika 5a ustreza meritvi blokirne sile, ki je bila izmerjena, ko je bila pogonska gred v stiku s piezoelektričnim pretvornikom sile PACEline CFT/5kN, kot je prikazano na sliki 2s. Zato, ko pogonska gred ni v stiku s senzorjem sile na začetku hladilnega območja, sila takoj postane nič, kot je prikazano na sliki 2d. Poleg tega so drugi parametri, ki vplivajo na nastanek sile v naslednjih ciklih, vrednosti časa hlajenja in koeficienta konvektivnega prenosa toplote v prejšnjem ciklu. Iz slike 2b je razvidno, da po 15-sekundnem obdobju hlajenja žica SMA ni dosegla sobne temperature in je zato imela v drugem pogonskem ciklu višjo začetno temperaturo (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) v primerjavi s prvim ciklom (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)). Tako v primerjavi s prvim ciklom temperatura žice SMA med drugim ogrevalnim ciklom prej doseže začetno temperaturo avstenita (\(A_s\)) in ostane v prehodnem obdobju dlje, kar povzroči napetost in silo. Po drugi strani pa imajo temperaturne porazdelitve med cikli ogrevanja in hlajenja, pridobljene iz poskusov in simulacij, visoko kvalitativno podobnost s primeri iz termografske analize. Primerjalna analiza toplotnih podatkov žice SMA iz poskusov in simulacij je pokazala doslednost med cikli ogrevanja in hlajenja ter znotraj sprejemljivih toleranc za eksperimentalne podatke. Najvišja temperatura žice SMA, pridobljena iz rezultatov simulacije in poskusov prvega cikla, je \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) in \(75\,^{\circ }\hbox {C}\), v drugem ciklu pa je najvišja temperatura žice SMA \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) in \(83\,^{\circ }\hbox {C}\). Temeljito razvit model potrjuje učinek učinka spomina oblike. V tem pregledu vloga utrujanja in pregrevanja ni bila upoštevana. V prihodnosti bo model izboljšan tako, da bo vključeval zgodovino napetosti žice SMA, zaradi česar bo primernejši za inženirske aplikacije. Diagrami izhodne sile pogona in temperature SMA, pridobljeni iz bloka Simulink, so znotraj dovoljenih toleranc eksperimentalnih podatkov pod pogojem vhodnega napetostnega impulza 7 V. To potrjuje pravilnost in zanesljivost razvitega matematičnega modela.
Matematični model je bil razvit v okolju MathWorks Simulink R2020b z uporabo osnovnih enačb, opisanih v poglavju Metode. Na sliki 3b je prikazan blokovni diagram matematičnega modela Simulink. Model je bil simuliran za impulz vhodne napetosti 7 V, kot je prikazano na sliki 2a, b. Vrednosti parametrov, uporabljenih pri simulaciji, so navedene v tabeli 1. Rezultati simulacije prehodnih procesov so predstavljeni na slikah 1 in 1. Sliki 3a in 4. Na sliki 4a, b je prikazana inducirana napetost v žici SMA in sila, ki jo ustvari aktuator, kot funkcija časa. Med obratno transformacijo (segrevanjem), ko je temperatura žice SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (začetna temperatura napetostno modificirane avstenitne faze), bo hitrost spremembe volumskega deleža martenzita (\(\dot{\xi }\)) enaka nič. Med obratno transformacijo (segrevanjem), ko je temperatura žice SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (začetna temperatura napetostno modificirane avstenitne faze), bo hitrost spremembe volumskega deleža martenzita (\(\dot{\xi }\)) enaka nič. V času obratnega preobrata (nagrevanja), ko bo temperatura pretvorbe SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (temperatura začetne avstenitne faze, modificirano napetost), hitrost spremembe prostornine do marca (\(\dot{\ xi }\)) enaka nuli. Med obratno transformacijo (segrevanjem), ko je temperatura SMA žice \(T < A_s^{\prime}\) (začetna temperatura napetostno modificiranega avstenita), bo hitrost spremembe volumskega deleža martenzita (\(\dot{\xi }\)) enaka nič.在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T < A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体相起始温度）时，马氏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
(a) Rezultat simulacije, ki prikazuje porazdelitev temperature in temperaturo spoja, ki jo povzročajo napetosti, v aktuatorju na osnovi SMA z divaleratom. Ko temperatura žice v fazi segrevanja preseže temperaturo avstenitnega prehoda, se temperatura modificiranega avstenitnega prehoda začne povečevati, in podobno, ko temperatura žice v fazi hlajenja preseže temperaturo martenzitnega prehoda, se temperatura martenzitnega prehoda zniža. SMA za analitično modeliranje procesa aktiviranja. (Za podroben ogled vsakega podsistema modela Simulink glejte dodatek v dodatni datoteki.)
Rezultati analize za različne porazdelitve parametrov so prikazani za dva cikla vhodne napetosti 7 V (10-sekundni cikli ogrevanja in 15-sekundni cikli ohlajanja). Medtem ko (ac) in (e) prikazujeta porazdelitev skozi čas, (d) in (f) ponazarjata porazdelitev s temperaturo. Za ustrezne vhodne pogoje je največja opažena napetost 106 MPa (manj kot 345 MPa, meja tečenja žice), sila je 150 N, največji premik je 270 µm, minimalni volumski delež martenzita pa je 0,91. Po drugi strani pa sta sprememba napetosti in sprememba volumskega deleža martenzita s temperaturo podobni histereznim karakteristikam.
Enaka razlaga velja za neposredno transformacijo (hlajenje) iz avstenitne faze v martenzitno fazo, kjer sta temperatura SMA žice (T) in končna temperatura napetostno modificirane martenzitne faze (M_f) odlični. Na sliki 4d,f je prikazana sprememba inducirane napetosti (sigma) in volumskega deleža martenzita (xi) v SMA žici kot funkcija spremembe temperature SMA žice (T) za oba pogonska cikla. Na sliki 3a je prikazana sprememba temperature SMA žice s časom, odvisno od vhodnega napetostnega impulza. Kot je razvidno iz slike, se temperatura žice še naprej povečuje z zagotavljanjem vira toplote pri ničelni napetosti in posledičnim konvektivnim hlajenjem. Med segrevanjem se ponovna transformacija martenzita v avstenitno fazo začne, ko temperatura žice SMA (T) prečka temperaturo nukleacije avstenita s popravkom napetosti (\(A_s^{\prime}\)). Med to fazo se žica SMA stisne in aktuator ustvari silo. Tudi med hlajenjem, ko temperatura žice SMA (T) prečka temperaturo nukleacije napetostno modificirane martenzitne faze (\(M_s^{\prime}\)), pride do pozitivnega prehoda iz avstenitne faze v martenzitno fazo. Pogonska sila se zmanjša.
Glavne kvalitativne vidike bimodalnega pogona, ki temelji na SMA, je mogoče dobiti iz rezultatov simulacije. V primeru napetostnega impulznega vhoda se temperatura žice SMA poveča zaradi Jouleovega segrevanja. Začetna vrednost volumskega deleža martenzita (\(\xi\)) je nastavljena na 1, ker je material sprva v popolnoma martenzitni fazi. Ko se žica še naprej segreva, temperatura žice SMA preseže temperaturo nukleacije avstenita, popravljeno za napetost \(A_s^{\prime}\), kar povzroči zmanjšanje volumskega deleža martenzita, kot je prikazano na sliki 4c. Poleg tega slika 4e prikazuje porazdelitev hodov aktuatorja v času, slika 5 pa pogonsko silo kot funkcijo časa. Soroden sistem enačb vključuje temperaturo, volumski delež martenzita in napetost, ki se razvije v žici, kar povzroči krčenje žice SMA in silo, ki jo ustvari aktuator. Kot je prikazano na sliki ... 4d,f, sprememba napetosti s temperaturo in sprememba volumskega deleža martenzita s temperaturo ustrezata histereznim karakteristikam SMA v simuliranem primeru pri 7 V.
Primerjava pogonskih parametrov je bila pridobljena s poskusi in analitičnimi izračuni. Žice so bile 10 sekund izpostavljene impulzni vhodni napetosti 7 V, nato pa so se v dveh ciklih 15 sekund ohlajale (faza hlajenja). Kot pernatosti je nastavljen na \(40^{\circ}\), začetna dolžina žice SMA v vsakem posameznem nožičnem kraku pa je nastavljena na 83 mm. (a) Merjenje pogonske sile z merilno celico (b) Spremljanje temperature žice s termalno infrardečo kamero.
Da bi razumeli vpliv fizikalnih parametrov na silo, ki jo proizvaja pogon, je bila izvedena analiza občutljivosti matematičnega modela na izbrane fizikalne parametre, parametri pa so bili razvrščeni glede na njihov vpliv. Najprej je bilo vzorčenje parametrov modela izvedeno z uporabo načel eksperimentalnega načrtovanja, ki so sledila enakomerni porazdelitvi (glejte Dodatni razdelek o analizi občutljivosti). V tem primeru parametri modela vključujejo vhodno napetost (V_{in}\)), začetno dolžino žice SMA (\(l_0\)), kot trikotnika (\(alfa\)), konstanto vzmeti prednapetosti (\(K_x\)), koeficient konvektivnega prenosa toplote (\(h_T\)) in število unimodalnih vej (n). V naslednjem koraku je bila kot zahteva za načrtovanje študije izbrana največja mišična moč in pridobljeni so bili parametrični učinki vsakega niza spremenljivk na moč. Tornado diagrami za analizo občutljivosti so bili izpeljani iz korelacijskih koeficientov za vsak parameter, kot je prikazano na sliki 6a.
(a) Vrednosti korelacijskih koeficientov parametrov modela in njihov vpliv na največjo izhodno silo 2500 edinstvenih skupin zgornjih parametrov modela so prikazani na diagramu tornada. Graf prikazuje rang korelacije več indikatorjev. Jasno je, da je \(V_{in}\) edini parameter s pozitivno korelacijo, \(l_0\) pa parameter z najvišjo negativno korelacijo. Vpliv različnih parametrov v različnih kombinacijah na največjo mišično moč je prikazan v (b, c). \(K_x\) se giblje od 400 do 800 N/m, n pa od 4 do 24. Napetost (\(V_{in}\)) se je spreminjala od 4 V do 10 V, dolžina žice (\(l_{0 } \)) se je spreminjala od 40 do 100 mm, kot repa (\(\alfa \)) pa se je spreminjal od \(20 – 60 \, ^ {\circ }\).
Na sliki 6a je prikazan tornado diagram različnih korelacijskih koeficientov za vsak parameter z zahtevami za načrtovanje največje pogonske sile. Iz slike 6a je razvidno, da je parameter napetosti (V_{in}\) neposredno povezan z največjo izhodno silo, koeficient konvektivnega prenosa toplote (h_T\)), kot plamena (alfa\) in konstanta vzmeti premika (K_x\) pa so negativno korelirani z izhodno silo in začetno dolžino (l_0\) žice SMA, število unimodalnih vej (n) pa kaže močno obratno korelacijo v primeru neposredne korelacije. V primeru višje vrednosti koeficienta napetostne korelacije (V_{in}\)) kaže, da ima ta parameter največji vpliv na izhodno moč. Druga podobna analiza meri največjo silo z vrednotenjem vpliva različnih parametrov v različnih kombinacijah obeh računskih prostorov, kot je prikazano na sliki 6b, c. V_{in}\) in l_0\), alfa\) in l_0\) imata podobne vzorce, graf pa kaže, da imajo V_{in}\) in alfa\) ter alfa\) podobne vzorce. Manjše vrednosti l_0\) povzročijo višje maksimalne sile. Druga dva grafa sta skladna s sliko 6a, kjer sta n in K_x negativno korelirana, V_{in}\) pa pozitivno. Ta analiza pomaga opredeliti in prilagoditi vplivne parametre, s katerimi je mogoče izhodno silo, hod in učinkovitost pogonskega sistema prilagoditi zahtevam in uporabi.
Trenutne raziskave uvajajo in raziskujejo hierarhične pogone z N nivoji. V dvonivojski hierarhiji, kot je prikazano na sliki 7a, kjer je namesto vsake žice SMA aktuatorja prve stopnje dosežena bimodalna razporeditev, kot je prikazano na sliki 9e. Na sliki 7c je prikazano, kako je žica SMA navita okoli premične roke (pomožne roke), ki se premika le v vzdolžni smeri. Vendar se primarna premična roka še naprej premika na enak način kot premična roka večstopenjskega aktuatorja 1. stopnje. Običajno se pogon N stopnje ustvari z zamenjavo žice SMA stopnje \(N-1\) s pogonom prve stopnje. Posledično vsaka veja posnema pogon prve stopnje, z izjemo veje, ki drži samo žico. Na ta način se lahko oblikujejo vgnezdene strukture, ki ustvarjajo sile, ki so večkrat večje od sil primarnih pogonov. V tej študiji je bila za vsako raven upoštevana skupna efektivna dolžina žice SMA 1 m, kot je prikazano v tabelarni obliki na sliki 7d. Tok skozi vsako žico v vsaki unimodalni zasnovi ter nastala prednapetost in napetost v vsakem segmentu žice SMA so na vsaki ravni enaki. Glede na naš analitični model je izhodna sila pozitivno korelirana z ravnijo, medtem ko je premik negativno koreliran. Hkrati je prišlo do kompromisa med premikom in mišično močjo. Kot je razvidno iz slike 7b, je največja sila dosežena v največjem številu plasti, največji premik pa je opazen v najnižji plasti. Ko je bila raven hierarhije nastavljena na \(N=5\), je bila ugotovljena največja mišična sila 2,58 kN z 2 opazovanima hodoma \(\upmu\)m. Po drugi strani pa pogon prve stopnje ustvari silo 150 N pri hodu 277 \(\upmu\)m. Večnivojski aktuatorji lahko posnemajo prave biološke mišice, medtem ko umetne mišice, ki temeljijo na zlitinah s spominom oblike, lahko ustvarijo bistveno večje sile z natančnimi in finejšimi gibi. Omejitve te miniaturizirane zasnove so, da se z naraščanjem hierarhije gibanje močno zmanjša in kompleksnost proizvodnega procesa pogona se poveča.
(a) Prikazan je dvostopenjski (\(N=2\)) večplastni linearni aktuatorski sistem iz zlitine s spominskim učinkom v bimodalni konfiguraciji. Predlagani model je dosežen z zamenjavo žice SMA v večplastnem aktuatorju prve stopnje z drugim enostopenjskim večplastnim aktuatorjem. (c) Deformirana konfiguracija večplastnega aktuatorja druge stopnje. (b) Opisana je porazdelitev sil in premikov glede na število nivojev. Ugotovljeno je bilo, da je največja sila aktuatorja pozitivno korelirana z nivojem lestvice na grafu, medtem ko je hod negativno koreliran z nivojem lestvice. Tok in prednapetost v vsaki žici ostajata konstantna na vseh nivojih. (d) Tabela prikazuje število odcepov in dolžino žice SMA (optičnega vlakna) na vsakem nivoju. Značilnosti žic so označene z indeksom 1, število sekundarnih vej (ena je priključena na primarno vejo) pa z največjim številom v indeksu. Na primer, na ravni 5 se \(n_1\) nanaša na število SMA žic, prisotnih v vsaki bimodalni strukturi, \(n_5\) pa na število pomožnih nog (ena je povezana z glavno nogo).
Številni raziskovalci so predlagali različne metode za modeliranje obnašanja SMA materialov z oblikovnim spominom, ki so odvisne od termomehanskih lastnosti, ki spremljajo makroskopske spremembe v kristalni strukturi, povezane s faznim prehodom. Formulacija konstitutivnih metod je sama po sebi kompleksna. Najpogosteje uporabljen fenomenološki model je predlagal Tanaka28 in se pogosto uporablja v inženirskih aplikacijah. Fenomenološki model, ki ga je predlagal Tanaka [28], predpostavlja, da je volumski delež martenzita eksponentna funkcija temperature in napetosti. Kasneje so Liang, Rogers29 in Brinson30 predlagali model, v katerem je bila dinamika faznega prehoda predpostavljena kot kosinusna funkcija napetosti in temperature, z rahlimi spremembami modela. Becker in Brinson sta predlagala kinetični model, ki temelji na faznem diagramu, za modeliranje obnašanja SMA materialov pri poljubnih pogojih obremenitve in delnih prehodih. Banerjee32 uporablja metodo dinamike faznega diagrama Bekkerja in Brinsona31 za simulacijo manipulatorja z eno stopnjo svobode, ki sta ga razvila Elahinia in Ahmadian33. Kinetične metode, ki temeljijo na faznih diagramih, ki upoštevajo nemonotonično spremembo napetosti s temperaturo, je težko izvajati v inženirskih aplikacijah. Elakhinia in Ahmadian opozarjata na te pomanjkljivosti obstoječih fenomenoloških modelov in predlagata razširjen fenomenološki model za analizo in opredelitev obnašanja oblikovnega spomina v kakršnih koli kompleksnih pogojih obremenitve.
Strukturni model SMA žice podaja napetost (\(\sigma\)), deformacijo (\(\epsilon\)), temperaturo (T) in volumski delež martenzita (\(\xi\)) SMA žice. Fenomenološki konstitutivni model je prvi predlagal Tanaka28, kasneje pa sta ga sprejela Liang29 in Brinson30. Izpeljanka enačbe ima obliko:
kjer je E fazno odvisen Youngov modul SMA, dobljen z uporabo \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) in \(E_A\) in \(E_M\), ki predstavljata Youngov modul, sta avstenitni oziroma martenzitni fazi, koeficient toplotnega raztezanja pa je predstavljen z \(\theta _T\). Faktor prispevka faznega prehoda je \(\Omega = -E \epsilon _L\) in \(\epsilon _L\) je največja obnovljiva deformacija v žici SMA.
Enačba fazne dinamike sovpada s kosinusno funkcijo, ki jo je razvil Liang29 in jo je kasneje sprejel Brinson30 namesto eksponentne funkcije, ki jo je predlagal Tanaka28. Model faznega prehoda je razširitev modela, ki sta ga predlagala Elakhinia in Ahmadian34, in je bil spremenjen na podlagi pogojev faznega prehoda, ki sta jih podala Liang29 in Brinson30. Pogoji, uporabljeni za ta model faznega prehoda, veljajo pri kompleksnih termomehanskih obremenitvah. V vsakem trenutku se pri modeliranju konstitutivne enačbe izračuna vrednost volumskega deleža martenzita.
Upravljalna enačba retransformacije, izražena s transformacijo martenzita v avstenit pri segrevanju, je naslednja:
kjer je \(\xi\) volumski delež martenzita, \(\xi _M\) volumski delež martenzita, dobljenega pred segrevanjem, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) in \(C_A\) – parametri aproksimacije krivulje, T – temperatura SMA žice, \(A_s\) in \(A_f\) – temperatura začetka in konca avstenitne faze.
Enačba neposrednega krmiljenja transformacije, ki jo predstavlja fazna transformacija avstenita v martenzit pri ohlajanju, je:
kjer je \(\xi _A\) volumski delež martenzita, dobljenega pred ohlajanjem, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) in \ ( C_M \) – parametri prilagajanja krivulje, T – temperatura žice SMA, \(M_s\) in \(M_f\) – začetna in končna temperatura martenzita.
Po diferenciaciji enačb (3) in (4) se inverzna in direktna transformacijska enačba poenostavita v naslednjo obliko:
Med transformacijo naprej in nazaj imata \(\eta_{\sigma}\) in \(\eta_{T}\) različne vrednosti. Osnovne enačbe, povezane z \(\eta_{\sigma}\) in \(\eta_{T}\), so bile izpeljane in podrobno obravnavane v dodatnem poglavju.
Toplotna energija, potrebna za dvig temperature žice SMA, izvira iz Joulovega segrevalnega efekta. Toplotna energija, ki jo absorbira ali sprosti žica SMA, je predstavljena s latentno toploto transformacije. Izguba toplote v žici SMA je posledica prisilne konvekcije in glede na zanemarljiv vpliv sevanja je enačba bilance toplotne energije naslednja:
Kjer je \(m_{wire}\) skupna masa žice SMA, \(c_{p}\) specifična toplotna kapaciteta žice SMA, \(V_{in}\) napetost, ki se nanaša na žico, \(R_{ohm} \) – fazno odvisna upornost SMA, definirana kot; \(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\) kjer sta \(r_M\) in \(r_A\) fazna upornost SMA v martenzitu oziroma avstenitu, \(A_{c}\) je površina žice SMA, \(\Delta H \) je zlitina s spominskim učinkom. Latentna toplota prehoda žice, T in \(T_{\infty}\) sta temperaturi žice SMA oziroma okolja.
Ko se aktivira žica iz zlitine s spominskim učinkom, se stisne, kar ustvari silo v vsaki veji bimodalne zasnove, imenovano vlakenska sila. Sile vlaken v vsaki struni žice SMA skupaj ustvarijo mišično silo za aktiviranje, kot je prikazano na sliki 9e. Zaradi prisotnosti vzmeti je skupna mišična sila N-tega večplastnega aktuatorja:
Če v enačbo (7) vstavimo \(N = 1\), lahko mišično moč prototipa bimodalnega pogona prve stopnje dobimo na naslednji način:
kjer je n število unimodalnih nog, \(F_m\) je mišična sila, ki jo ustvari pogon, \(F_f\) je trdnost vlaken v žici SMA, \(K_x\) je togost prednapete vzmeti, \(\alpha\) je kot trikotnika, \(x_0\) je začetni odmik prednapete vzmeti, ki drži kabel SMA v prednapetem položaju, in \(\Delta x\) je hod aktuatorja.
Skupni premik ali gibanje pogona (Δx) v odvisnosti od napetosti (sigma) in deformacije (epsilon) na žici SMA N-te stopnje, na katero je pogon nastavljen (glejte sliko, dodatni del izhoda):
Kinematične enačbe podajajo razmerje med deformacijo pogona (ε) in premikom ali premikom (Δx). Deformacija žice Arb kot funkcija začetne dolžine žice Arb (l_0) in dolžine žice (l) v katerem koli času t v eni unimodalni veji je naslednja:
kjer se \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) dobi z uporabo kosinusne formule v \(\Delta\)ABB ', kot je prikazano na sliki 8. Za pogon prve stopnje (\(N = 1\)) je \(\Delta x_1\) \(\Delta x\) in \(\alpha _1\) je \(\alpha \), kot je prikazano na Kot je prikazano na sliki 8, lahko z odvajanjem časa iz enačbe (11) in nadomestitvijo vrednosti l hitrost deformacije zapišemo kot:
kjer je \(l_0\) začetna dolžina žice SMA, l dolžina žice v katerem koli času t v eni unimodalni veji, \(\epsilon\) deformacija, razvita v žici SMA, in \(\alpha \) kot trikotnika, \(\Delta x\) je odmik pogona (kot je prikazano na sliki 8).
Vseh n struktur z enim vrhom (\(n=6\) na tej sliki) je zaporedno povezanih z \(V_{in}\) kot vhodno napetostjo. Faza I: Shematski diagram žice SMA v bimodalni konfiguraciji pri pogojih ničelne napetosti. Faza II: Prikazana je nadzorovana struktura, kjer je žica SMA stisnjena zaradi inverzne pretvorbe, kot je prikazano z rdečo črto.
Kot dokaz koncepta je bil razvit bimodalni pogon na osnovi SMA za testiranje simulirane izpeljave osnovnih enačb z eksperimentalnimi rezultati. CAD model bimodalnega linearnega aktuatorja je prikazan na sliki 9a. Po drugi strani pa slika 9c prikazuje novo zasnovo, predlagano za rotacijsko prizmatično povezavo z uporabo dvoravninskega aktuatorja na osnovi SMA z bimodalno strukturo. Komponente pogona so bile izdelane z uporabo aditivne proizvodnje na 3D-tiskalniku Ultimaker 3 Extended. Material, uporabljen za 3D-tiskanje komponent, je polikarbonat, ki je primeren za toplotno odporne materiale, saj je močan, vzdržljiv in ima visoko temperaturo steklastega prehoda (110-113 °C). Poleg tega je bila v poskusih uporabljena žica iz zlitine s spominskim učinkom Flexinol podjetja Dynalloy, Inc., v simulacijah pa so bile uporabljene lastnosti materiala, ki ustrezajo žici Flexinol. Več žic SMA je razporejenih kot vlakna, prisotna v bimodalni razporeditvi mišic, da se dosežejo visoke sile, ki jih proizvajajo večplastni aktuatorji, kot je prikazano na sliki 9b, d.
Kot je prikazano na sliki 9a, se ostri kot, ki ga tvori premična roka žice SMA, imenuje kot (\(\alfa\)). S priključnimi sponkami, pritrjenimi na levo in desno sponko, je žica SMA držana pod želenim bimodalnim kotom. Naprava z vzmetjo, pritrjena na vzmetni konektor, je zasnovana tako, da prilagaja različne skupine podaljškov vzmeti glede na število (n) vlaken SMA. Poleg tega je lokacija gibljivih delov zasnovana tako, da je žica SMA izpostavljena zunanjemu okolju za prisilno konvekcijsko hlajenje. Zgornja in spodnja plošča snemljivega sklopa pomagata ohranjati žico SMA hladno z ekstrudiranimi izrezi, zasnovanimi za zmanjšanje teže. Poleg tega sta oba konca žice CMA pritrjena na levi oziroma desni priključek s stiskalnico. Na en konec premičnega sklopa je pritrjen bat, ki ohranja razmik med zgornjo in spodnjo ploščo. Bat se uporablja tudi za nanašanje blokirne sile na senzor prek kontakta za merjenje blokirne sile, ko je žica SMA aktivirana.
Bimodalna mišična struktura SMA je električno povezana zaporedno in napajana z vhodno impulzno napetostjo. Med ciklom napetostnih impulzov, ko je napetost priključena in se žica SMA segreje nad začetno temperaturo avstenita, se dolžina žice v vsaki žici skrajša. To umikanje aktivira podsklop premične roke. Ko je bila napetost v istem ciklu ničelna, se je segreta žica SMA ohladila pod temperaturo površine martenzita in se s tem vrnila v prvotni položaj. V pogojih ničelne napetosti se žica SMA najprej pasivno raztegne s prednapetostno vzmetjo, da doseže razdvojeno martenzitno stanje. Vijak, skozi katerega gre žica SMA, se premakne zaradi stiskanja, ki nastane z uporabo napetostnega impulza na žico SMA (SPA doseže avstenitno fazo), kar vodi do aktiviranja premične ročice. Ko se žica SMA umakne, prednapetostna vzmet ustvari nasprotno silo z nadaljnjim raztezanjem vzmeti. Ko napetost v impulzni napetosti postane nič, se žica SMA podaljša in spremeni svojo obliko zaradi prisilnega konvekcijskega hlajenja ter doseže dvojno martenzitno fazo.
Predlagani linearni aktuatorski sistem na osnovi SMA ima bimodalno konfiguracijo, v kateri so žice SMA nagnjene pod kotom. (a) prikazuje CAD model prototipa, ki omenja nekatere komponente in njihov pomen za prototip, (b, d) predstavljata razviti eksperimentalni prototip35. Medtem ko (b) prikazuje pogled od zgoraj na prototip z električnimi priključki ter uporabljenimi vzmetmi in merilniki napetosti, (d) prikazuje perspektivni pogled na postavitev. (e) Diagram linearnega aktuatorskega sistema z žicami SMA, nameščenimi bimodalno v katerem koli času t, ki prikazuje smer in potek vlaken in mišično moč. (c) Za namestitev dvoravninskega aktuatorja na osnovi SMA je bila predlagana rotacijska prizmatična povezava z 2 stopnjama svobode. Kot je prikazano, povezava prenaša linearno gibanje od spodnjega pogona do zgornje roke, kar ustvarja rotacijsko povezavo. Po drugi strani pa je gibanje para prizem enako gibanju večplastnega pogona prve stopnje.
Na prototipu, prikazanem na sliki 9b, je bila izvedena eksperimentalna študija za oceno delovanja bimodalnega pogona, ki temelji na SMA. Kot je prikazano na sliki 10a, je eksperimentalna postavitev sestavljena iz programabilnega enosmernega napajanja za napajanje žic SMA. Kot je prikazano na sliki 10b, je bil za merjenje blokirne sile z uporabo zapisovalnika podatkov Graphtec GL-2000 uporabljen piezoelektrični merilnik deformacij (PACEline CFT/5kN). Gostitelj beleži podatke za nadaljnjo študijo. Merilniki deformacij in ojačevalniki naboja potrebujejo stalno napajanje za ustvarjanje napetostnega signala. Ustrezni signali se pretvorijo v izhodne moči glede na občutljivost piezoelektričnega senzorja sile in druge parametre, kot je opisano v tabeli 2. Ko se uporabi napetostni impulz, se temperatura žice SMA poveča, kar povzroči stiskanje žice SMA, kar povzroči, da aktuator ustvari silo. Eksperimentalni rezultati izhodne mišične moči z vhodnim napetostnim impulzom 7 V so prikazani na sliki 2a.
(a) V poskusu je bil vzpostavljen linearni aktuatorski sistem na osnovi SMA za merjenje sile, ki jo ustvari aktuator. Tehtalna celica meri blokirno silo in se napaja z 24 V enosmernim napajanjem. Padec napetosti 7 V je bil uporabljen vzdolž celotne dolžine kabla z uporabo programabilnega enosmernega napajanja GW Instek. Žica SMA se zaradi toplote skrči, premična roka pa se dotakne tehtalne celice in ustvari blokirno silo. Tehtalna celica je priključena na zapisovalnik podatkov GL-2000, podatki pa so shranjeni na gostitelju za nadaljnjo obdelavo. (b) Diagram, ki prikazuje verigo komponent eksperimentalne nastavitve za merjenje mišične moči.
Zlitine z oblikovnim spominom se vzbujajo s toplotno energijo, zato temperatura postane pomemben parameter za preučevanje pojava oblikovnega spomina. Eksperimentalno, kot je prikazano na sliki 11a, so bile termovizijske in temperaturne meritve izvedene na prototipnem aktuatorju na osnovi SMA. Programabilni vir enosmernega toka je v eksperimentalni nastavitvi dovajal vhodno napetost na žice SMA, kot je prikazano na sliki 11b. Sprememba temperature žice SMA je bila izmerjena v realnem času z visokoločljivostno LWIR kamero (FLIR A655sc). Gostitelj uporablja programsko opremo ResearchIR za snemanje podatkov za nadaljnjo naknadno obdelavo. Ko se uporabi napetostni impulz, se temperatura žice SMA poveča, kar povzroči njeno krčenje. Na sliki 2b so prikazani eksperimentalni rezultati temperature žice SMA v odvisnosti od časa pri 7V vhodnem napetostnem impulzu.
Čas objave: 28. september 2022
