សូមអរគុណសម្រាប់ការទស្សនា Nature.com ។កំណែកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលអ្នកកំពុងប្រើមានកម្រិតគាំទ្រ CSS ។សម្រាប់បទពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលបានអាប់ដេត (ឬបិទមុខងារភាពឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ក្នុងពេលនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្របន្ត យើងនឹងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
Actuators ត្រូវបានប្រើនៅគ្រប់ទីកន្លែង និងបង្កើតចលនាដែលគ្រប់គ្រងដោយការអនុវត្តកម្លាំងរំភើប ឬកម្លាំងបង្វិលជុំត្រឹមត្រូវ ដើម្បីអនុវត្តប្រតិបត្តិការផ្សេងៗនៅក្នុងការផលិត និងស្វ័យប្រវត្តិកម្មឧស្សាហកម្ម។តម្រូវការសម្រាប់ដ្រាយវ៍លឿន តូចជាង និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងគឺជំរុញការច្នៃប្រឌិតក្នុងការរចនាដ្រាយ។Shape Memory Alloy (SMA) drives ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិមួយចំនួនលើដ្រាយធម្មតា រួមទាំងសមាមាត្រថាមពលខ្ពស់ទៅនឹងទម្ងន់។នៅក្នុងការផ្សព្វផ្សាយនេះ ឧបករណ៍ធ្វើសកម្មភាពដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលមានរោមពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវគុណសម្បត្តិនៃសាច់ដុំស្លាបនៃប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត និងលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់ SMAs ។ការសិក្សានេះស្វែងយល់ និងពង្រីក SMA actuators ពីមុនដោយបង្កើតគំរូគណិតវិទ្យានៃ actuator ថ្មីដោយផ្អែកលើការរៀបចំខ្សែ SMA bimodal និងសាកល្បងវាដោយពិសោធន៍។បើប្រៀបធៀបទៅនឹងដ្រាយដែលគេស្គាល់ដោយផ្អែកលើ SMA កម្លាំងធ្វើសកម្មភាពនៃដ្រាយថ្មីគឺខ្ពស់ជាងយ៉ាងហោចណាស់ 5 ដង (រហូតដល់ 150 N) ។ការសម្រកទម្ងន់ដែលត្រូវគ្នាគឺប្រហែល 67% ។លទ្ធផលនៃការវិភាគភាពរសើបនៃគំរូគណិតវិទ្យាមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការលៃតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនា និងការយល់ដឹងអំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗ។ការសិក្សានេះបង្ហាញបន្ថែមទៀតនូវដ្រាយដំណាក់កាល Nth ពហុកម្រិតដែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនសក្ដានុពលបន្ថែមទៀត។ឧបករណ៍ធ្វើសកម្មភាពសាច់ដុំ dipvalerate ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA មានកម្មវិធីជាច្រើន ចាប់ពីការបង្កើតស្វ័យប្រវត្តិកម្ម រហូតដល់ប្រព័ន្ធចែកចាយថ្នាំច្បាស់លាស់។
ប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធសាច់ដុំរបស់ថនិកសត្វ អាចធ្វើឲ្យសកម្មរំញោចជាច្រើន 1.ថនិកសត្វមានរចនាសម្ព័ន្ធសាច់ដុំខុសៗគ្នា ដែលនីមួយៗបម្រើគោលបំណងជាក់លាក់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយរចនាសម្ព័ន្ធភាគច្រើននៃជាលិកាសាច់ដុំថនិកសត្វអាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទធំទូលាយ។ប៉ារ៉ាឡែលនិង pennate ។នៅក្នុងសរសៃពួរ និងសរសៃពួរផ្សេងទៀត ដូចដែលឈ្មោះបានបង្ហាញ សាច់ដុំប៉ារ៉ាឡែលមានសរសៃសាច់ដុំស្របទៅនឹងសរសៃពួរកណ្តាល។ខ្សែសង្វាក់នៃសរសៃសាច់ដុំត្រូវបានតម្រង់ជួរ និងដំណើរការដោយជាលិកាភ្ជាប់ជុំវិញពួកវា។ទោះបីជាសាច់ដុំទាំងនេះត្រូវបានគេនិយាយថាមានដំណើរកម្សាន្តដ៏ធំ (ភាគរយខ្លី) កម្លាំងសាច់ដុំទាំងមូលរបស់ពួកគេមានកម្រិតខ្លាំងណាស់។ផ្ទុយទៅវិញនៅក្នុងសាច់ដុំកំភួនជើង triceps 2 (lateral gastrocnemius (GL)3, medial gastrocnemius (GM)4 និង soleus (SOL)) និង extensor femoris (quadriceps) 5,6 pennate ជាលិកាសាច់ដុំត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសាច់ដុំនីមួយៗ។នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ pinnate សរសៃសាច់ដុំនៅក្នុងសាច់ដុំ bipennate មានវត្តមាននៅលើផ្នែកទាំងពីរនៃសរសៃពួរកណ្តាលនៅមុំ oblique (មុំ pinnate) ។Pennate មកពីពាក្យឡាតាំង "penna" ដែលមានន័យថា "ប៊ិច" ហើយដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។1 មានរូបរាងដូចរោម។សរសៃនៃសាច់ដុំ pennate គឺខ្លីជាង និងមុំទៅអ័ក្សបណ្តោយនៃសាច់ដុំ។ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធ pinnate ការចល័តទាំងមូលនៃសាច់ដុំទាំងនេះត្រូវបានកាត់បន្ថយដែលនាំទៅដល់សមាសធាតុឆ្លងកាត់និងបណ្តោយនៃដំណើរការខ្លី។ម៉្យាងវិញទៀត ការធ្វើឱ្យសាច់ដុំទាំងនេះកាន់តែសកម្មនាំឱ្យមានភាពរឹងមាំនៃសាច់ដុំទាំងមូលខ្ពស់ជាងមុន ដោយសារតែវិធីវាស់តំបន់ឆ្លងកាត់ផ្នែកសរីរវិទ្យា។ដូច្នេះហើយ សម្រាប់តំបន់កាត់ដែលផ្តល់ឱ្យ សាច់ដុំ pennate នឹងកាន់តែរឹងមាំ ហើយនឹងបង្កើតកម្លាំងខ្ពស់ជាងសាច់ដុំដែលមានសរសៃប៉ារ៉ាឡែល។កម្លាំងដែលបង្កើតដោយសរសៃនីមួយៗបង្កើតកម្លាំងសាច់ដុំនៅកម្រិតម៉ាក្រូស្កូបនៅក្នុងជាលិកាសាច់ដុំនោះ។លើសពីនេះ វាមានលក្ខណៈពិសេសដូចជារួញលឿន ការពារពីការខូចខាតតង់ស៊ីនឹងខ្នើយ។វាបំប្លែងទំនាក់ទំនងរវាងការបញ្ចូលជាតិសរសៃ និងទិន្នផលថាមពលសាច់ដុំ ដោយទាញយកលក្ខណៈពិសេសប្លែកពីគេ និងភាពស្មុគស្មាញនៃធរណីមាត្រនៃការរៀបចំសរសៃដែលទាក់ទងនឹងខ្សែសាច់ដុំនៃសកម្មភាព។
ត្រូវបានបង្ហាញជាដ្យាក្រាមនៃការរចនាឧបករណ៍ធ្វើសកម្មភាពដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលមានស្រាប់ទាក់ទងនឹងស្ថាបត្យកម្មសាច់ដុំ bimodal ឧទាហរណ៍ (a) តំណាងឱ្យអន្តរកម្មនៃកម្លាំង tactile ដែលឧបករណ៍ដែលមានរាងដោយដៃដែលធ្វើសកម្មភាពដោយខ្សែ SMA ត្រូវបានតំឡើងនៅលើមនុស្សយន្តចល័តដែលមានកង់ពីរ 9,10 ។, (ខ) សិប្បនិម្មិតគន្លងមនុស្សយន្ត ជាមួយនឹងសិលាចារឹកគន្លងដែលផ្ទុកដោយនិទាឃរដូវ SMA ដែលដាក់ដោយប្រឆាំង។ទីតាំងនៃភ្នែកសិប្បនិម្មិតត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយសញ្ញាពីសាច់ដុំភ្នែកនៃភ្នែក 11, (c) SMA actuators គឺល្អសម្រាប់កម្មវិធីក្រោមទឹក ដោយសារតែការឆ្លើយតបប្រេកង់ខ្ពស់ និងកម្រិតបញ្ជូនទាប។នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះ SMA actuators ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតចលនារលកដោយក្លែងធ្វើចលនារបស់ត្រី (d) SMA actuators ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតមនុស្សយន្តត្រួតពិនិត្យបំពង់ខ្នាតតូចដែលអាចប្រើគោលការណ៍ចលនាដង្កូវអ៊ីញ គ្រប់គ្រងដោយចលនានៃខ្សែ SMA នៅខាងក្នុងឆានែល 10 (e) បង្ហាញទិសដៅនៃសរសៃសាច់ដុំកន្ត្រាក់ និងបង្កើតជាលិកាសាច់ដុំ contractnef (s) បង្កើតជាសរសៃសាច់ដុំ (gastronomy)។ រចនាសម្ព័ន្ធសាច់ដុំ pennate ។
Actuators បានក្លាយជាផ្នែកមួយដ៏សំខាន់នៃប្រព័ន្ធមេកានិច ដោយសារតែកម្មវិធីដ៏ធំទូលាយរបស់ពួកគេ។ដូច្នេះហើយ តម្រូវការសម្រាប់ដ្រាយតូច លឿន និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងនេះ ក្លាយជាកត្តាសំខាន់។ថ្វីបើមានគុណសម្បត្តិរបស់ពួកគេក៏ដោយ ដ្រាយវ៍បុរាណបានបង្ហាញថាមានតម្លៃថ្លៃ និងចំណាយពេលច្រើនក្នុងការថែរក្សា។ឧបករណ៍ដំណើរការធារាសាស្ត្រ និងខ្យល់មានភាពស្មុគស្មាញ និងមានតម្លៃថ្លៃ ហើយជាកម្មវត្ថុនៃការពាក់ បញ្ហាប្រេងរំអិល និងការបរាជ័យផ្នែក។ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងតម្រូវការ ការផ្តោតសំខាន់គឺលើការបង្កើតឧបករណ៍បំប្លែងតម្លៃ ប្រសិទ្ធភាព ការកំណត់ទំហំ និងកម្រិតខ្ពស់ដោយផ្អែកលើសម្ភារៈឆ្លាតវៃ។ការស្រាវជ្រាវដែលកំពុងដំណើរការកំពុងសម្លឹងមើលឧបករណ៍បង្កើតស្រទាប់អង្គចងចាំរាង (SMA) ដើម្បីបំពេញតម្រូវការនេះ។អាំងវឺតទ័រតាមឋានានុក្រមមានលក្ខណៈប្លែកពីគេ ដែលពួកវារួមបញ្ចូលគ្នានូវឧបករណ៍បំប្លែងដាច់ដោយឡែកជាច្រើនចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធរងនៃមាត្រដ្ឋានម៉ាក្រូស្មុគ្រស្មាញ ដើម្បីផ្តល់នូវមុខងារកើនឡើង និងពង្រីក។ក្នុងន័យនេះ ជាលិកាសាច់ដុំរបស់មនុស្សដែលបានពិពណ៌នាខាងលើផ្តល់នូវឧទាហរណ៍ពហុស្រទាប់ដ៏ល្អនៃសកម្មភាពពហុស្រទាប់បែបនេះ។ការសិក្សាបច្ចុប្បន្នពិពណ៌នាអំពីដ្រាយ SMA ពហុកម្រិតជាមួយនឹងធាតុដ្រាយបុគ្គលមួយចំនួន (ខ្សែ SMA) តម្រឹមទៅនឹងទិសដៅសរសៃដែលមាននៅក្នុងសាច់ដុំ bimodal ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃដ្រាយទាំងមូល។
គោលបំណងសំខាន់នៃ actuator គឺដើម្បីបង្កើតទិន្នផលថាមពលមេកានិចដូចជាកម្លាំង និងការផ្លាស់ទីលំនៅដោយការបំប្លែងថាមពលអគ្គិសនី។Shape memory alloys គឺជាប្រភេទសម្ភារៈ "ឆ្លាតវៃ" ដែលអាចស្តាររូបរាងរបស់ពួកគេឡើងវិញនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។នៅក្រោមបន្ទុកខ្ពស់ ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA នាំទៅរកការងើបឡើងវិញនៃរូបរាង ដែលបណ្តាលឱ្យមានដង់ស៊ីតេថាមពលធ្វើសកម្មភាពខ្ពស់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសម្ភារៈឆ្លាតវៃដែលភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ផ្សេងៗ។ក្នុងពេលជាមួយគ្នានៅក្រោមបន្ទុកមេកានិច SMAs ក្លាយជាផុយ។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌមួយចំនួន បន្ទុករង្វិលអាចស្រូប និងបញ្ចេញថាមពលមេកានិក ដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូររូបរាង hysteretic បញ្ច្រាស។លក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសទាំងនេះធ្វើឱ្យ SMA ល្អសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា រំញ័រ និងជាពិសេស actuators12 ។ជាមួយនឹងគំនិតនេះ មានការស្រាវជ្រាវជាច្រើនទៅលើ SMA-based drives។វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថា actuators ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្តល់នូវការបកប្រែនិងចលនាបង្វិលសម្រាប់ភាពខុសគ្នានៃកម្មវិធី13,14,15។ទោះបីជា rotary actuators មួយចំនួនត្រូវបានបង្កើតឡើងក៏ដោយ អ្នកស្រាវជ្រាវចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសចំពោះ actuators លីនេអ៊ែរ។actuators លីនេអ៊ែរទាំងនេះអាចបែងចែកជាបីប្រភេទនៃ actuators: one-dimensional, displacement and differential actuators 16 .ដំបូងឡើយ ដ្រាយកូនកាត់ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ SMA និងដ្រាយធម្មតាផ្សេងទៀត។ឧទាហរណ៏មួយបែបនេះនៃ hybrid linear actuator ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA គឺការប្រើប្រាស់ខ្សែ SMA ជាមួយនឹងម៉ូទ័រ DC ដើម្បីផ្តល់កម្លាំងលទ្ធផលប្រហែល 100 N និងការផ្លាស់ទីលំនៅយ៉ាងសំខាន់ 17 ។
ការអភិវឌ្ឍន៍ដំបូងបង្អស់មួយនៅក្នុងដ្រាយដែលផ្អែកលើ SMA ទាំងស្រុងគឺ SMA parallel drive ។ដោយប្រើខ្សែ SMA ជាច្រើន ដ្រាយប៉ារ៉ាឡែលដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពថាមពលរបស់ដ្រាយដោយដាក់ខ្សែ SMA18 ទាំងអស់ស្របគ្នា។ការតភ្ជាប់ប៉ារ៉ាឡែលនៃ actuators មិនត្រឹមតែត្រូវការថាមពលបន្ថែមប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងកំណត់ថាមពលទិន្នផលនៃខ្សែតែមួយផងដែរ។គុណវិបត្តិមួយទៀតរបស់ SMA ដែលមានមូលដ្ឋានលើ actuators គឺការធ្វើដំណើរមានកំណត់ដែលពួកគេអាចសម្រេចបាន។ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ធ្នឹមខ្សែ SMA ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលមានធ្នឹមដែលអាចបត់បែនបាន ដើម្បីបង្កើនការផ្លាស់ទីលំនៅ និងសម្រេចបាននូវចលនាលីនេអ៊ែរ ប៉ុន្តែមិនបង្កើតកម្លាំងខ្ពស់ជាងនេះទេ។រចនាសម្ព័ន្ធ និងក្រណាត់ដែលអាចខូចទ្រង់ទ្រាយទន់សម្រាប់មនុស្សយន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើលោហៈធាតុអង្គចងចាំត្រូវបានបង្កើតឡើងជាចម្បងសម្រាប់ការពង្រីកផលប៉ះពាល់ 20,21,22។សម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការល្បឿនខ្ពស់ ស្នប់ដែលជំរុញដោយបង្រួមត្រូវបានរាយការណ៍ថាប្រើខ្សែភាពយន្តស្តើង SMAs សម្រាប់កម្មវិធីដែលជំរុញដោយ micropump23។ប្រេកង់ដ្រាយនៃភ្នាស SMA ខ្សែភាពយន្តស្តើងគឺជាកត្តាសំខាន់ក្នុងការគ្រប់គ្រងល្បឿនរបស់អ្នកបើកបរ។ដូច្នេះ ម៉ូទ័រលីនេអ៊ែរ SMA មានការឆ្លើយតបថាមវន្តប្រសើរជាង SMA spring ឬ rod motors ។មនុស្សយន្តទន់ និងបច្ចេកវិជ្ជាចាប់យកគឺជាកម្មវិធីពីរផ្សេងទៀតដែលប្រើឧបករណ៍ធ្វើសកម្មភាពដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ។ឧទាហរណ៍ ដើម្បីជំនួស actuator ស្ដង់ដារដែលបានប្រើនៅក្នុងការគៀបចន្លោះ 25 N អង្គចងចាំរាង alloy ប៉ារ៉ាឡែល actuator 24 ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ក្នុងករណីមួយទៀត SMA ទន់ actuator ត្រូវបានប្រឌិតដោយផ្អែកលើខ្សែដែលមានម៉ាទ្រីសបង្កប់ដែលមានសមត្ថភាពផលិតកម្លាំងទាញអតិបរមា 30 N. ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់ពួកគេ SMAs ក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិត actuators ដែលធ្វើត្រាប់តាមបាតុភូតជីវសាស្រ្តផងដែរ។ការអភិវឌ្ឍន៍មួយបែបនេះរួមមានមនុស្សយន្ត 12 កោសិកាដែលជាជីវគីមីនៃសារពាង្គកាយដូចដង្កូវនាងជាមួយ SMA ដើម្បីបង្កើតចលនា sinusoidal ដើម្បីបាញ់ 26,27 ។
ដូចដែលបានរៀបរាប់ពីមុនវាមានដែនកំណត់ចំពោះកម្លាំងអតិបរមាដែលអាចទទួលបានពី actuators ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ។ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ការសិក្សានេះបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធសាច់ដុំ bimodal biomimetic ។ជំរុញដោយខ្សែលោហៈអង្គចងចាំដែលមានរូបរាង។វាផ្តល់នូវប្រព័ន្ធចាត់ថ្នាក់ដែលរួមបញ្ចូលខ្សែសតិរាងជារាងជាច្រើន។រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន គ្មានឧបករណ៍បំប្លែងដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលមានស្ថាបត្យកម្មស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានគេរាយការណ៍នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍នោះទេ។ប្រព័ន្ធពិសេស និងប្រលោមលោកនេះផ្អែកលើ SMA ត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីសិក្សាពីឥរិយាបថរបស់ SMA កំឡុងពេលតម្រឹមសាច់ដុំ bimodal ។បើប្រៀបធៀបទៅនឹង actuators ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលមានស្រាប់ គោលដៅនៃការសិក្សានេះគឺដើម្បីបង្កើត biomimetic dipvalerate actuator ដើម្បីបង្កើតកម្លាំងខ្ពស់ជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក្នុងបរិមាណតូចមួយ។បើប្រៀបធៀបទៅនឹងដ្រាយម៉ូទ័រ stepper ធម្មតាដែលប្រើនៅក្នុងប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិកម្មនិងការគ្រប់គ្រងអគារ HVAC ការរចនាដ្រាយ bimodal ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលបានស្នើកាត់បន្ថយទម្ងន់នៃយន្តការដ្រាយដោយ 67% ។ខាងក្រោមនេះ ពាក្យ "សាច់ដុំ" និង "ដ្រាយ" ត្រូវបានប្រើជំនួសគ្នា។ការសិក្សានេះស៊ើបអង្កេតការក្លែងធ្វើពហុរូបវិទ្យានៃដ្រាយបែបនេះ។ឥរិយាបថមេកានិចនៃប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានសិក្សាដោយវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍និងការវិភាគ។ការចែកចាយកម្លាំង និងសីតុណ្ហភាពត្រូវបានស៊ើបអង្កេតបន្ថែមទៀតនៅតង់ស្យុងបញ្ចូល 7 V. ជាបន្តបន្ទាប់ ការវិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់អំពីទំនាក់ទំនងរវាងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗ និងកម្លាំងទិន្នផល។ទីបំផុត ធាតុសកម្មតាមឋានានុក្រមត្រូវបានគេគិតគូរ ហើយឥទ្ធិពលកម្រិតឋានានុក្រមត្រូវបានស្នើឡើងជាតំបន់អនាគតដ៏មានសក្តានុពលសម្រាប់ឧបករណ៍ធ្វើសកម្មភាពមិនមែនម៉ាញ៉េទិចសម្រាប់កម្មវិធីសិប្បនិម្មិត។យោងតាមលទ្ធផលនៃការសិក្សាខាងលើ ការប្រើប្រាស់ស្ថាបត្យកម្មដំណាក់កាលតែមួយបង្កើតកម្លាំងយ៉ាងហោចណាស់ 4 ទៅ 5 ដងខ្ពស់ជាង actuators ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលបានរាយការណ៍។លើសពីនេះទៀតកម្លាំងដ្រាយដូចគ្នាដែលបង្កើតដោយដ្រាយពហុកម្រិតត្រូវបានបង្ហាញថាមានច្រើនជាងដប់ដងនៃដ្រាយដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ធម្មតា។បន្ទាប់មកការសិក្សារាយការណ៍អំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដោយប្រើការវិភាគភាពប្រែប្រួលរវាងការរចនាផ្សេងៗគ្នា និងអថេរបញ្ចូល។ប្រវែងដំបូងនៃខ្សែ SMA (\(l_0\)) មុំ pinnate (\(\alpha\)) និងចំនួនខ្សែតែមួយ (n) នៅក្នុងខ្សែនីមួយៗមានឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានយ៉ាងខ្លាំងទៅលើទំហំនៃកម្លាំងជំរុញ។កម្លាំង ខណៈពេលដែលវ៉ុលបញ្ចូល (ថាមពល) ប្រែទៅជាមានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមាន។
ខ្សែ SMA បង្ហាញពីឥទ្ធិពលនៃការចងចាំរាង (SME) ដែលឃើញនៅក្នុងគ្រួសារយ៉ាន់ស្ព័រនីកែល-ទីតានីញ៉ូម (នី-ទី)។ជាធម្មតា SMAs បង្ហាញដំណាក់កាលអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពពីរ៖ ដំណាក់កាលសីតុណ្ហភាពទាប និងដំណាក់កាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ដំណាក់កាលទាំងពីរមានលក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់ដោយសារតែវត្តមាននៃរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ខុសៗគ្នា។នៅក្នុងដំណាក់កាល austenite (ដំណាក់កាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់) ដែលមានស្រាប់នៅខាងលើសីតុណ្ហភាពបំប្លែង សម្ភារៈបង្ហាញកម្លាំងខ្ពស់ និងខូចទ្រង់ទ្រាយតិចតួចនៅក្រោមបន្ទុក។យ៉ាន់ស្ព័រមានឥរិយាបទដូចដែកអ៊ីណុក ដូច្នេះវាអាចទប់ទល់នឹងសម្ពាធសកម្មភាពខ្ពស់ជាង។ទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីទ្រព្យសម្បត្តិនៃយ៉ាន់ស្ព័រ Ni-Ti នេះ ខ្សែ SMA ត្រូវបានរុញភ្ជាប់ដើម្បីបង្កើតជា actuator ។គំរូវិភាគសមស្របត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីយល់ពីយន្តការជាមូលដ្ឋាននៃឥរិយាបទកម្ដៅនៃ SMA ក្រោមឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗ និងធរណីមាត្រផ្សេងៗ។កិច្ចព្រមព្រៀងល្អត្រូវបានទទួលរវាងលទ្ធផលពិសោធន៍ និងការវិភាគ។
ការសិក្សាពិសោធន៍ត្រូវបានអនុវត្តលើគំរូដែលបង្ហាញក្នុងរូបទី 9a ដើម្បីវាយតម្លៃដំណើរការនៃដ្រាយ bimodal ដោយផ្អែកលើ SMA ។លក្ខណៈសម្បត្តិទាំងពីរនេះ កម្លាំងដែលបង្កើតឡើងដោយដ្រាយ (កម្លាំងសាច់ដុំ) និងសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA (សីតុណ្ហភាព SMA) ត្រូវបានវាស់ដោយពិសោធន៍។នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃវ៉ុលកើនឡើងតាមបណ្តោយប្រវែងទាំងមូលនៃខ្សែនៅក្នុងដ្រាយនោះសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែកើនឡើងដោយសារតែឥទ្ធិពលកំដៅ Joule ។វ៉ុលបញ្ចូលត្រូវបានអនុវត្តក្នុងវដ្ត 10-s ចំនួនពីរ (បង្ហាញជាចំណុចក្រហមក្នុងរូបភាព 2a, b) ជាមួយនឹងរយៈពេលត្រជាក់ 15-s រវាងវដ្តនីមួយៗ។កម្លាំងទប់ស្កាត់ត្រូវបានវាស់ដោយប្រើរង្វាស់សំពាធ piezoelectric ហើយការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA ត្រូវបានត្រួតពិនិត្យតាមពេលវេលាជាក់ស្តែងដោយប្រើកាមេរ៉ា LWIR កម្រិតគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់បែបវិទ្យាសាស្ត្រ (មើលលក្ខណៈនៃឧបករណ៍ដែលបានប្រើក្នុងតារាងទី 2)។បង្ហាញថាក្នុងដំណាក់កាលតង់ស្យុងខ្ពស់ សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែកើនឡើងដោយឯកឯង ប៉ុន្តែនៅពេលដែលគ្មានចរន្តចរន្ត សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែនៅតែបន្តធ្លាក់ចុះ។នៅក្នុងការរៀបចំពិសោធន៍បច្ចុប្បន្ន សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA បានធ្លាក់ចុះក្នុងកំឡុងដំណាក់កាលត្រជាក់ ប៉ុន្តែវានៅតែខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ។នៅលើរូបភព។2e បង្ហាញរូបថតនៃសីតុណ្ហភាពនៅលើខ្សែ SMA ដែលថតចេញពីកាមេរ៉ា LWIR ។ម៉្យាងទៀតនៅក្នុងរូបភព។2a បង្ហាញពីកម្លាំងទប់ស្កាត់ដែលបង្កើតឡើងដោយប្រព័ន្ធដ្រាយ។នៅពេលដែលកម្លាំងសាច់ដុំលើសពីកម្លាំងស្តារនៃនិទាឃរដូវ ដៃដែលអាចចល័តបាន ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9a ចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទី។ដរាបណាការធ្វើសកម្មភាពចាប់ផ្តើម ដៃដែលអាចចល័តបានចូលមកប៉ះនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា បង្កើតកម្លាំងរាងកាយ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។2 គ, ឃ។នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពអតិបរិមាជិតដល់ \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) កម្លាំងសង្កេតអតិបរមាគឺ 105 N ។
ក្រាហ្វបង្ហាញលទ្ធផលពិសោធន៍នៃសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA និងកម្លាំងដែលបង្កើតឡើងដោយ SMA-based bimodal actuator កំឡុងពេលពីរវដ្ត។វ៉ុលបញ្ចូលត្រូវបានអនុវត្តជាពីរវដ្ត 10 វិនាទី (បង្ហាញជាចំណុចក្រហម) ជាមួយនឹងរយៈពេលត្រជាក់ចុះ 15 វិនាទីរវាងវដ្តនីមួយៗ។ខ្សែ SMA ដែលប្រើសម្រាប់ការពិសោធន៍គឺជាខ្សែ Flexinol អង្កត់ផ្ចិត 0.51 មីលីម៉ែត្រពី Dynalloy, Inc. (a) ក្រាហ្វបង្ហាញពីកម្លាំងពិសោធន៍ដែលទទួលបានក្នុងរង្វង់ពីរ (c, d) បង្ហាញឧទាហរណ៍ឯករាជ្យពីរនៃសកម្មភាពនៃប្រដាប់រំកិលដៃនៅលើខ្សែ PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer (b) សីតុណ្ហភាពអតិបរមានៃ Snap នៃពេលវេលា ( MA) បង្ហាញពីសីតុណ្ហភាពនៃពេលវេលា ( MA) ទាំងមូល។ យកចេញពីខ្សែ SMA ដោយប្រើកម្មវិធី FLIR ResearchIR កាមេរ៉ា LWIR ។ប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រដែលយកមកពិចារណាក្នុងការពិសោធន៍ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង។មួយ។
លទ្ធផលក្លែងធ្វើនៃគំរូគណិតវិទ្យា និងលទ្ធផលពិសោធន៍ត្រូវបានប្រៀបធៀបក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃវ៉ុលបញ្ចូល 7V ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 5 ។យោងតាមលទ្ធផលនៃការវិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្រនិងដើម្បីជៀសវាងលទ្ធភាពនៃការឡើងកំដៅនៃខ្សែ SMA ថាមពលនៃ 11.2 W ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅ actuator ។ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC ដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបានត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្គត់ផ្គង់ 7V ជាវ៉ុលបញ្ចូល ហើយចរន្ត 1.6A ត្រូវបានវាស់នៅទូទាំងខ្សែ។កម្លាំងដែលបង្កើតឡើងដោយដ្រាយវ៍និងសីតុណ្ហភាពរបស់ SDR កើនឡើងនៅពេលដែលចរន្តត្រូវបានអនុវត្ត។ជាមួយនឹងវ៉ុលបញ្ចូលនៃ 7V កម្លាំងទិន្នផលអតិបរមាដែលទទួលបានពីលទ្ធផលនៃការពិសោធន៏និងលទ្ធផលពិសោធន៍នៃវដ្តទីមួយគឺ 78 N និង 96 N រៀងគ្នា។នៅក្នុងវដ្តទីពីរ កម្លាំងទិន្នផលអតិបរមានៃការក្លែងធ្វើ និងលទ្ធផលពិសោធន៍គឺ 150 N និង 105 N រៀងគ្នា។ភាពមិនស្របគ្នារវាងការវាស់វែងកម្លាំង occlusion និងទិន្នន័យពិសោធន៍អាចបណ្តាលមកពីវិធីសាស្រ្តដែលប្រើដើម្បីវាស់កម្លាំង occlusion ។លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញក្នុងរូប។5a ត្រូវគ្នាទៅនឹងការវាស់វែងនៃកម្លាំងចាក់សោ ដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានវាស់នៅពេលដែលអ័ក្សដ្រាយមានទំនាក់ទំនងជាមួយឧបករណ៍ប្តូរកម្លាំង PACEline CFT/5kN ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។2 វិ។ដូច្នេះនៅពេលដែលអ័ក្សដ្រាយមិនទាក់ទងជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្លាំងនៅដើមតំបន់ត្រជាក់ កម្លាំងនឹងក្លាយទៅជាសូន្យភ្លាមៗ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ឃ។លើសពីនេះទៀតប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតដែលប៉ះពាល់ដល់ការបង្កើតកម្លាំងនៅក្នុងវដ្តជាបន្តបន្ទាប់គឺជាតម្លៃនៃពេលវេលាត្រជាក់និងមេគុណនៃការផ្ទេរកំដៅ convective នៅក្នុងវដ្តមុន។ពីរូបភព។2b វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាបន្ទាប់ពីរយៈពេលត្រជាក់ 15 វិនាទី ខ្សែ SMA មិនបានទៅដល់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ទេ ដូច្នេះហើយមានសីតុណ្ហភាពដំបូងខ្ពស់ជាង (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) នៅក្នុងវដ្តនៃការបើកបរទីពីរ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវដ្តទីមួយ (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)) ។ដូច្នេះបើប្រៀបធៀបនឹងវដ្តទីមួយ សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA កំឡុងពេលកំដៅទីពីរឈានដល់សីតុណ្ហភាព austenite ដំបូង (\(A_s\)) មុន ហើយស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរយូរជាង ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពតានតឹង និងកម្លាំង។ម៉្យាងវិញទៀត ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពកំឡុងពេលវដ្តកំដៅ និងត្រជាក់ដែលទទួលបានពីការពិសោធន៍ និងការក្លែងធ្វើមានលក្ខណៈគុណភាពខ្ពស់ទៅនឹងឧទាហរណ៍ពីការវិភាគកម្ដៅ។ការវិភាគប្រៀបធៀបនៃទិន្នន័យកម្ដៅនៃខ្សែ SMA ពីការពិសោធន៍ និងការក្លែងធ្វើបានបង្ហាញពីភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាក្នុងអំឡុងពេលវដ្តកំដៅ និងត្រជាក់ និងក្នុងភាពអត់ធ្មត់ដែលអាចទទួលយកបានសម្រាប់ទិន្នន័យពិសោធន៍។សីតុណ្ហភាពអតិបរិមានៃខ្សែ SMA ដែលទទួលបានពីលទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើ និងការពិសោធន៍នៃវដ្តទីមួយគឺ \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) និង \(75\,^{\circ }\hbox { C }\ រៀងគ្នា) ហើយក្នុងវដ្តទីពីរ សីតុណ្ហភាពអតិបរមានៃខ្សែ SMA គឺ \(94\,^, rc) \(94\,^,\circ) hbox {C}\) ។គំរូដែលបានបង្កើតជាមូលដ្ឋានបញ្ជាក់ពីឥទ្ធិពលនៃឥទ្ធិពលនៃការចងចាំរូបរាង។តួនាទីនៃភាពអស់កម្លាំង និងការឡើងកំដៅមិនត្រូវបានគេពិចារណានៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះទេ។នៅពេលអនាគត ម៉ូដែលនេះនឹងត្រូវបានកែលម្អ ដើម្បីរួមបញ្ចូលប្រវត្តិភាពតានតឹងនៃខ្សែ SMA ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែស័ក្តិសមសម្រាប់កម្មវិធីវិស្វកម្ម។កម្លាំងទិន្នផលរបស់ដ្រាយ និងគ្រោងសីតុណ្ហភាព SMA ដែលទទួលបានពីប្លុក Simulink គឺស្ថិតនៅក្នុងការអត់ធ្មត់ដែលអាចអនុញ្ញាតបាននៃទិន្នន័យពិសោធន៍ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃជីពចរវ៉ុលបញ្ចូលនៃ 7 V. នេះបញ្ជាក់ពីភាពត្រឹមត្រូវនិងភាពជឿជាក់នៃគំរូគណិតវិទ្យាដែលបានអភិវឌ្ឍ។
គំរូគណិតវិទ្យាត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងបរិយាកាស MathWorks Simulink R2020b ដោយប្រើសមីការមូលដ្ឋានដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងផ្នែក Methods ។នៅលើរូបភព។3b បង្ហាញដ្យាក្រាមប្លុកនៃគំរូគណិតវិទ្យា Simulink ។គំរូនេះត្រូវបានក្លែងធ្វើសម្រាប់ជីពចរវ៉ុលបញ្ចូល 7V ដូចបង្ហាញក្នុងរូប 2a, b ។តម្លៃនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលប្រើក្នុងការក្លែងធ្វើត្រូវបានរាយក្នុងតារាងទី 1 ។ លទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើនៃដំណើរការបណ្តោះអាសន្នត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 និងទី 1 ។ រូប 3a និង 4. នៅក្នុងរូបភព។4a,b បង្ហាញវ៉ុលដែលបង្កឡើងនៅក្នុងខ្សែ SMA និងកម្លាំងដែលបង្កើតដោយ actuator ជាមុខងារនៃពេលវេលា។ កំឡុងពេលបំប្លែងបញ្ច្រាស (កំដៅ) នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពខ្សែ SMA \(T < A_s^{\prime}\) (សីតុណ្ហភាពចាប់ផ្តើមដំណាក់កាល austenite ដែលបានកែប្រែភាពតានតឹង) អត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរប្រភាគបរិមាណ martensite (\(\dot{\xi }\)) នឹងសូន្យ។ កំឡុងពេលបំប្លែងបញ្ច្រាស (កំដៅ) នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពខ្សែ SMA \(T < A_s^{\prime}\) (សីតុណ្ហភាពចាប់ផ្តើមដំណាក់កាល austenite ដែលបានកែប្រែភាពតានតឹង) អត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរប្រភាគបរិមាណ martensite (\(\dot{\xi }\)) នឹងសូន្យ។ Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (темоператлатура на фицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\xi }\)) будет равно нулю. ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរបញ្ច្រាស (កំដៅ) នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA \(T < A_s^{\prime}\) (សីតុណ្ហភាពចាប់ផ្តើម austenite ដែលបានកែប្រែភាពតានតឹង) អត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរប្រភាគបរិមាណ martensite (\(\dot{\xi }\ )) នឹងសូន្យ។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擏）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
(ក) លទ្ធផលពិសោធដែលបង្ហាញពីការចែកចាយសីតុណ្ហភាព និងសីតុណ្ហភាពប្រសព្វដែលបណ្ដាលមកពីភាពតានតឹងនៅក្នុងឧបករណ៍បំប្លែងដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ។នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពខ្សែឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព austenite ក្នុងដំណាក់កាលកំដៅ សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ austenite ដែលត្រូវបានកែប្រែចាប់ផ្តើមកើនឡើង ហើយស្រដៀងគ្នានេះដែរ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពដំបងលួសឆ្លងកាត់សីតុណ្ហភាពការផ្លាស់ប្តូរ martensitic ក្នុងដំណាក់កាលត្រជាក់ សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ martensitic ថយចុះ។SMA សម្រាប់ការវិភាគគំរូនៃដំណើរការធ្វើសកម្មភាព។(សម្រាប់ទិដ្ឋភាពលម្អិតនៃប្រព័ន្ធរងនីមួយៗនៃគំរូ Simulink សូមមើលផ្នែកឧបសម្ព័ន្ធនៃឯកសារបន្ថែម។ )
លទ្ធផលនៃការវិភាគសម្រាប់ការចែកចាយប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងគ្នាត្រូវបានបង្ហាញសម្រាប់វដ្តពីរនៃវ៉ុលបញ្ចូល 7V (វដ្តកំដៅឡើង 10 វិនាទី និង 15 វិនាទី cool down cycles)។ខណៈពេលដែល (ac) និង (e) បង្ហាញពីការចែកចាយតាមពេលវេលា ផ្ទុយទៅវិញ (d) និង (f) បង្ហាញពីការចែកចាយជាមួយសីតុណ្ហភាព។សម្រាប់លក្ខខណ្ឌបញ្ចូលរៀងៗខ្លួន ភាពតានតឹងដែលបានសង្កេតឃើញអតិបរមាគឺ 106 MPa (តិចជាង 345 MPa កម្លាំងទិន្នផលខ្សែ) កម្លាំងគឺ 150 N ការផ្លាស់ទីលំនៅអតិបរមាគឺ 270 µm និងប្រភាគបរិមាណ martensitic អប្បបរមាគឺ 0.91 ។ម៉្យាងទៀតការផ្លាស់ប្តូរភាពតានតឹងនិងការផ្លាស់ប្តូរប្រភាគនៃ martensite ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពគឺស្រដៀងនឹងលក្ខណៈ hysteresis ។
ការពន្យល់ដូចគ្នានេះអនុវត្តចំពោះការផ្លាស់ប្តូរដោយផ្ទាល់ (ត្រជាក់) ពីដំណាក់កាល austenite ទៅដំណាក់កាល martensite ដែលសីតុណ្ហភាពខ្សែ SMA (T) និងសីតុណ្ហភាពចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាល martensite ដែលបានកែប្រែភាពតានតឹង (\(M_f^{\prime}\ )) គឺល្អឥតខ្ចោះ។នៅលើរូបភព។4d,f បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពតានតឹងដែលបង្កឡើង (\(\sigma\)) និងប្រភាគបរិមាណនៃ martensite (\(\xi\)) នៅក្នុងខ្សែ SMA ជាមុខងារនៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA (T) សម្រាប់វដ្តបើកបរទាំងពីរ។នៅលើរូបភព។រូបភាពទី 3a បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA ជាមួយនឹងពេលវេលាអាស្រ័យលើជីពចរវ៉ុលបញ្ចូល។ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាពសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែនៅតែបន្តកើនឡើងដោយផ្តល់ប្រភពកំដៅនៅសូន្យវ៉ុលនិងត្រជាក់ convective ជាបន្តបន្ទាប់។កំឡុងពេលកំដៅ ការបំប្លែងសារជាថ្មីនៃ martensite ទៅដំណាក់កាល austenite ចាប់ផ្តើមនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពខ្សែ SMA (T) ឆ្លងកាត់សីតុណ្ហភាព austenite nucleation ដែលត្រូវបានកែតម្រូវដោយភាពតានតឹង (\(A_s^{\prime}\))។ក្នុងដំណាក់កាលនេះ ខ្សែ SMA ត្រូវបានបង្ហាប់ ហើយ actuator បង្កើតកម្លាំង។ក្នុងពេលត្រជាក់ផងដែរ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA (T) ឆ្លងកាត់សីតុណ្ហភាព nucleation នៃដំណាក់កាល martensite ដែលបានកែប្រែភាពតានតឹង (\(M_s^{\prime}\)) មានការផ្លាស់ប្តូរវិជ្ជមានពីដំណាក់កាល austenite ទៅដំណាក់កាល martensite ។កម្លាំងជំរុញថយចុះ។
ទិដ្ឋភាពគុណភាពចម្បងនៃដ្រាយ bimodal ដោយផ្អែកលើ SMA អាចទទួលបានពីលទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើ។នៅក្នុងករណីនៃការបញ្ចូលជីពចរតង់ស្យុងសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA កើនឡើងដោយសារតែឥទ្ធិពលកំដៅ Joule ។តម្លៃដំបូងនៃប្រភាគបរិមាណ martensite (\(\xi\)) ត្រូវបានកំណត់ទៅ 1 ចាប់តាំងពីសម្ភារៈគឺដំបូងនៅក្នុងដំណាក់កាល martensitic ពេញលេញ។នៅពេលដែលខ្សែបន្តឡើងកំដៅ សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA លើសពីសីតុណ្ហភាព austenite nucleation ដែលត្រូវបានកែតម្រូវដោយភាពតានតឹង \(A_s^{\prime}\) ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃប្រភាគបរិមាណ martensite ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 គ។លើសពីនេះទៀតនៅក្នុងរូបភព។4e បង្ហាញពីការចែកចាយដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលរបស់ actuator ទាន់ពេលវេលា និងក្នុងរូបភព។5 - កម្លាំងជំរុញជាមុខងារនៃពេលវេលា។ប្រព័ន្ធដែលទាក់ទងគ្នានៃសមីការរួមមានសីតុណ្ហភាព ប្រភាគបរិមាណ martensite និងភាពតានតឹងដែលកើតឡើងនៅក្នុងខ្សែ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរួញនៃខ្សែ SMA និងកម្លាំងដែលបង្កើតឡើងដោយ actuator ។ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។4d,f, បំរែបំរួលវ៉ុលជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព និងបំរែបំរួលប្រភាគបរិមាណ martensite ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពត្រូវគ្នាទៅនឹងលក្ខណៈ hysteresis នៃ SMA នៅក្នុងករណីក្លែងធ្វើនៅ 7 V ។
ការប្រៀបធៀបប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការបើកបរត្រូវបានទទួលតាមរយៈការពិសោធន៍ និងការគណនាវិភាគ។ខ្សភ្លើងត្រូវបានទទួលរងនូវវ៉ុលបញ្ចូលជីពចរនៃ 7 V រយៈពេល 10 វិនាទីបន្ទាប់មកត្រជាក់រយៈពេល 15 វិនាទី (ដំណាក់កាលត្រជាក់) ក្នុងរយៈពេលពីរវដ្ត។មុំ pinnate ត្រូវបានកំណត់ទៅ \(40^{\circ}\) ហើយប្រវែងដំបូងនៃខ្សែ SMA នៅក្នុងជើង pin នីមួយៗត្រូវបានកំណត់ទៅ 83mm។(ក) ការវាស់កម្លាំងបើកបរដោយប្រើក្រឡាផ្ទុក (ខ) ការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពខ្សែជាមួយកាមេរ៉ាអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដកម្ដៅ។
ដើម្បីយល់ពីឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបវន្តលើកម្លាំងដែលផលិតដោយដ្រាយ ការវិភាគនៃភាពប្រែប្រួលនៃគំរូគណិតវិទ្យាចំពោះប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបវន្តដែលបានជ្រើសរើសត្រូវបានអនុវត្ត ហើយប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្រូវបានចាត់ថ្នាក់តាមឥទ្ធិពលរបស់វា។ទីមួយ គំរូនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រគំរូត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើគោលការណ៍រចនាពិសោធន៍ដែលធ្វើតាមការចែកចាយឯកសណ្ឋាន (សូមមើលផ្នែកបន្ថែមស្តីពីការវិភាគភាពរសើប)។ក្នុងករណីនេះ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រគំរូរួមមាន វ៉ុលបញ្ចូល (\(V_{in}\)) ប្រវែងខ្សែ SMA ដំបូង (\(l_0\)) មុំត្រីកោណ (\(\alpha\)) ថេរនិទាឃរដូវលំអៀង (\( K_x\ )) មេគុណផ្ទេរកំដៅ convective (\(h_T\)) និងចំនួនសាខា unimodal (n)។នៅជំហានបន្ទាប់ កម្លាំងសាច់ដុំកំពូលត្រូវបានជ្រើសរើសជាតម្រូវការនៃការរចនាការសិក្សា ហើយឥទ្ធិពលប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃសំណុំនៃអថេរនីមួយៗលើកម្លាំងត្រូវបានទទួល។ផែនការខ្យល់ព្យុះសម្រាប់ការវិភាគភាពប្រែប្រួលបានមកពីមេគុណទំនាក់ទំនងសម្រាប់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនីមួយៗ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 6 ក។
(a) តម្លៃមេគុណទំនាក់ទំនងនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រគំរូ និងឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើកម្លាំងទិន្នផលអតិបរមានៃ 2500 ក្រុមតែមួយគត់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រគំរូខាងលើត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងគ្រោងព្យុះកំបុតត្បូង។ក្រាហ្វបង្ហាញពីការជាប់ទាក់ទងគ្នានៃសូចនាករជាច្រើន។វាច្បាស់ណាស់ថា \(V_{in}\) គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រតែមួយគត់ដែលមានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមាន ហើយ \(l_0\) គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលមានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមានខ្ពស់បំផុត។ឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗក្នុងបន្សំផ្សេងៗគ្នាលើកម្លាំងសាច់ដុំកំពូលត្រូវបានបង្ហាញក្នុង (ខ, គ)។\ (K_x \) មានចាប់ពី 400 ទៅ 800 n / m និង n មានវ៉ុល (\ (v_ {ក្នុងមួយម៉ោង (\ alph {alpha \)) ផ្លាស់ប្តូរពី \ (\ £ \) ។
នៅលើរូបភព។6a បង្ហាញគ្រោងខ្យល់ព្យុះកំបុតត្បូងនៃមេគុណទំនាក់ទំនងផ្សេងៗសម្រាប់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនីមួយៗជាមួយនឹងតម្រូវការការរចនាកម្លាំងជំរុញខ្ពស់បំផុត។ពីរូបភព។6a វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រវ៉ុល (\(V_{in}\)) គឺទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកម្លាំងទិន្នផលអតិបរមា ហើយមេគុណនៃការផ្ទេរកំដៅ convective (\(h_T\)) មុំអណ្តាតភ្លើង (\( \alpha\)) , ថេរនិទាឃរដូវផ្លាស់ទីលំនៅ ( \(K_x\)) គឺទាក់ទងអវិជ្ជមានជាមួយកម្លាំងលទ្ធផលនៃខ្សែ (\u003e MA) និងប្រវែងដំបូង (0) នៃម៉ូឌុល MA និងលេខដំបូង។ branch (n) បង្ហាញពីការជាប់ទាក់ទងគ្នាខ្លាំង ក្នុងករណីទំនាក់ទំនងផ្ទាល់ ក្នុងករណីតម្លៃខ្ពស់នៃមេគុណទំនាក់ទំនងតង់ស្យុង (\(V_ {in}\)) បង្ហាញថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះមានឥទ្ធិពលខ្លាំងបំផុតលើទិន្នផលថាមពល។ការវិភាគស្រដៀងគ្នាមួយទៀតវាស់កម្លាំងកំពូលដោយវាយតម្លៃឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗគ្នាក្នុងបន្សំផ្សេងគ្នានៃលំហគណនាពីរដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 6 ខ, គ។\(V_{in}\) និង \(l_0\), \(\alpha\) និង \(l_0\) មានលំនាំស្រដៀងគ្នា ហើយក្រាហ្វបង្ហាញថា \(V_{in}\) និង \(\alpha\) និង \(\alpha\) មានលំនាំស្រដៀងគ្នា។តម្លៃតូចជាងនៃ \(l_0\) បណ្តាលឱ្យមានកម្លាំងខ្ពស់បំផុត។គ្រោងពីរផ្សេងទៀតគឺស្របនឹងរូបភាពទី 6a ដែល n និង \(K_x\) មានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមាន ហើយ \(V_{in}\) មានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមាន។ការវិភាគនេះជួយកំណត់ និងកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលមានឥទ្ធិពល ដែលកម្លាំងទិន្នផល ការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល និងប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធដ្រាយអាចត្រូវបានសម្របតាមតម្រូវការ និងកម្មវិធី។
ការងារស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្នណែនាំ និងស៊ើបអង្កេតលើឋានានុក្រមដែលមានកម្រិត N ។នៅក្នុងឋានានុក្រមកម្រិតពីរដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 7a ដែលជំនួសឱ្យខ្សែ SMA នីមួយៗនៃ actuator កម្រិតទីមួយ ការរៀបចំ bimodal ត្រូវបានសម្រេចដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។9e.នៅលើរូបភព។7c បង្ហាញពីរបៀបដែលខ្សែ SMA ត្រូវបានរុំជុំវិញដៃដែលអាចចល័តបាន (ដៃជំនួយ) ដែលផ្លាស់ទីតែក្នុងទិសដៅបណ្តោយប៉ុណ្ណោះ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដៃដែលអាចចល័តបានបឋមនៅតែបន្តផ្លាស់ទីក្នុងលក្ខណៈដូចគ្នាទៅនឹងដៃដែលអាចចល័តបានរបស់ឧបករណ៍បំលាស់ទីពហុដំណាក់កាលទី 1 ។ជាធម្មតា ដ្រាយដំណាក់កាល N ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការជំនួសខ្សែ SMA ដំណាក់កាល \(N-1\) ជាមួយនឹងដ្រាយដំណាក់កាលទីមួយ។ជាលទ្ធផលសាខានីមួយៗធ្វើត្រាប់តាមដ្រាយដំណាក់កាលដំបូងដោយលើកលែងតែសាខាដែលកាន់ខ្សែដោយខ្លួនឯង។តាមរបៀបនេះ រចនាសម្ព័ន្ធដែលជាប់គ្នាអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលបង្កើតកម្លាំងដែលធំជាងកម្លាំងនៃដ្រាយបឋមជាច្រើនដង។នៅក្នុងការសិក្សានេះ សម្រាប់កម្រិតនីមួយៗ ប្រវែងខ្សែ SMA ដែលមានប្រសិទ្ធភាពសរុបនៃ 1 m ត្រូវបានយកមកពិចារណា ដូចដែលបានបង្ហាញជាទម្រង់តារាងក្នុងរូបភាពទី 7 ឃ។ចរន្តតាមរយៈខ្សែនីមួយៗនៅក្នុងការរចនាមិនដូចគ្នានីមួយៗ និងសម្ពាធលទ្ធផល និងវ៉ុលនៅក្នុងផ្នែកខ្សែ SMA នីមួយៗគឺដូចគ្នានៅកម្រិតនីមួយៗ។យោងតាមគំរូវិភាគរបស់យើង កម្លាំងទិន្នផលមានទំនាក់ទំនងជាវិជ្ជមានជាមួយកម្រិត ខណៈពេលដែលការផ្លាស់ទីលំនៅមានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមាន។ទន្ទឹមនឹងនេះដែរមានការដោះដូររវាងការផ្លាស់ទីលំនៅនិងកម្លាំងសាច់ដុំ។ដូចដែលបានឃើញនៅក្នុងរូបភព។7b ខណៈពេលដែលកម្លាំងអតិបរមាត្រូវបានសម្រេចក្នុងចំនួនស្រទាប់ធំបំផុត ការផ្លាស់ទីលំនៅដ៏ធំបំផុតត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងស្រទាប់ទាបបំផុត។នៅពេលដែលកម្រិតឋានានុក្រមត្រូវបានកំណត់ទៅ \(N = 5\) កម្លាំងសាច់ដុំកំពូលនៃ 2.58 kN ត្រូវបានរកឃើញជាមួយនឹងជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល 2 ដែលត្រូវបានសង្កេតឃើញ \(\upmu\) m ។ម៉្យាងវិញទៀត ដ្រាយដំណាក់កាលទីមួយបង្កើតកម្លាំង 150 N នៅដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល 277 \(\upmu\)m ។ឧបករណ៍បំប្លែងពហុកម្រិតអាចធ្វើត្រាប់តាមសាច់ដុំជីវសាស្ត្រពិតៗ ដែលសាច់ដុំសិប្បនិម្មិតផ្អែកលើលោហៈធាតុនៃអង្គចងចាំអាចបង្កើតកម្លាំងខ្ពស់ជាងមុនជាមួយនឹងចលនាច្បាស់លាស់ និងល្អិតល្អន់។ដែនកំណត់នៃការរចនាខ្នាតតូចនេះគឺថានៅពេលដែលឋានានុក្រមកើនឡើង ចលនាត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ហើយភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការផលិតដ្រាយកើនឡើង។
(a) ស្រទាប់ពីរដំណាក់កាល (\(N=2\)) រាងស្រទាប់អង្គចងចាំ ប្រព័ន្ធ actuator លីនេអ៊ែរត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ bimodal ។គំរូដែលបានស្នើឡើងគឺត្រូវបានសម្រេចដោយការជំនួសខ្សែ SMA នៅក្នុងដំណាក់កាលទីមួយនៃស្រទាប់ actuator ជាមួយនឹង actuator ស្រទាប់ដំណាក់កាលតែមួយផ្សេងទៀត។(គ) ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធខូចទ្រង់ទ្រាយនៃ actuator ពហុស្រទាប់ដំណាក់កាលទីពីរ។(ខ) ការចែកចាយកម្លាំង និងការផ្លាស់ទីលំនៅអាស្រ័យលើចំនួនកម្រិតត្រូវបានពិពណ៌នា។វាត្រូវបានគេរកឃើញថាកម្លាំងកំពូលរបស់ actuator មានទំនាក់ទំនងជាវិជ្ជមានជាមួយកម្រិតមាត្រដ្ឋាននៅលើក្រាហ្វ ខណៈដែលជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលមានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមានជាមួយកម្រិតមាត្រដ្ឋាន។ចរន្ត និងមុនវ៉ុលនៅក្នុងខ្សែនីមួយៗនៅតែថេរនៅគ្រប់កម្រិត។(d) តារាងបង្ហាញពីចំនួននៃការប៉ះ និងប្រវែងនៃខ្សែ SMA (ជាតិសរសៃ) នៅកម្រិតនីមួយៗ។លក្ខណៈនៃខ្សភ្លើងត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយលិបិក្រមទី 1 ហើយចំនួននៃសាខាបន្ទាប់បន្សំ (មួយដែលភ្ជាប់ទៅនឹងជើងចម្បង) ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយលេខធំបំផុតនៅក្នុង subscript ។ឧទាហរណ៍ នៅកម្រិត 5 \(n_1\) សំដៅលើចំនួនខ្សែ SMA ដែលមានវត្តមាននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ bimodal នីមួយៗ ហើយ \(n_5\) សំដៅលើចំនួនជើងជំនួយ (មួយតភ្ជាប់ទៅជើងមេ)។
វិធីសាស្រ្តជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើងដោយអ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនដើម្បីយកគំរូតាមឥរិយាបថរបស់ SMAs ជាមួយនឹងការចងចាំរាង ដែលអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិ thermomechanical អមជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរ macroscopic នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល។ការបង្កើតវិធីសាស្រ្ដមានលក្ខណៈស្មុគស្មាញ។គំរូបាតុភូតដែលប្រើជាទូទៅបំផុតគឺត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Tanaka28 ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងកម្មវិធីវិស្វកម្ម។គំរូបាតុភូតដែលស្នើឡើងដោយតាណាកា [28] សន្មត់ថាប្រភាគបរិមាណនៃ martensite គឺជាមុខងារអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃសីតុណ្ហភាព និងភាពតានតឹង។ក្រោយមក Liang និង Rogers29 និង Brinson30 បានស្នើគំរូមួយដែលថាមវន្តនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលត្រូវបានសន្មត់ថាជាមុខងារកូស៊ីនុសនៃវ៉ុល និងសីតុណ្ហភាព ដោយមានការកែប្រែបន្តិចបន្តួចចំពោះគំរូ។Becker និង Brinson បានស្នើសុំគំរូ kinetic ដែលមានមូលដ្ឋានលើដ្យាក្រាមដំណាក់កាល ដើម្បីយកគំរូតាមឥរិយាបទនៃសម្ភារៈ SMA ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការផ្ទុកតាមអំពើចិត្ត ក៏ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរដោយផ្នែក។Banerjee32 ប្រើវិធីសាស្ត្រដ្យាក្រាមដំណាក់កាល Bekker និង Brinson31 ដើម្បីក្លែងធ្វើកម្រិតតែមួយនៃឧបាយកលសេរីភាពដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Elahinia និង Ahmadian33។វិធីសាស្រ្ត Kinetic ដោយផ្អែកលើដ្យាក្រាមដំណាក់កាលដែលគិតគូរពីការផ្លាស់ប្តូរ nonmonotonic នៅក្នុងវ៉ុលជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពគឺពិបាកក្នុងការអនុវត្តនៅក្នុងកម្មវិធីវិស្វកម្ម។Elakhinia និង Ahmadian ទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះចំណុចខ្វះខាតទាំងនេះនៃគំរូបាតុភូតដែលមានស្រាប់ ហើយស្នើគំរូបាតុភូតពង្រីកដើម្បីវិភាគ និងកំណត់ឥរិយាបថនៃការចងចាំទម្រង់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌផ្ទុកស្មុគស្មាញណាមួយ។
គំរូរចនាសម្ព័ន្ធនៃខ្សែ SMA ផ្តល់នូវភាពតានតឹង (\(\sigma\)) សំពាធ (\(\epsilon\)) សីតុណ្ហភាព (T) និងប្រភាគបរិមាណ martensite (\(\xi\)) នៃខ្សែ SMA ។គំរូបង្កើតបាតុភូតត្រូវបានស្នើឡើងដំបូងដោយ Tanaka28 ហើយក្រោយមកបានអនុម័តដោយ Liang29 និង Brinson30។ដេរីវេនៃសមីការមានទម្រង់៖
ដែល E គឺជាម៉ូឌុលរបស់ SMA Young ដែលពឹងផ្អែកលើដំណាក់កាលដែលទទួលបានដោយប្រើ \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) និង \(E_A\) និង \(E_M\) តំណាងឱ្យម៉ូឌុលរបស់ Young គឺជាដំណាក់កាល austenitic និង martensitic រៀងគ្នា ហើយមេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅ (T\ta) ត្រូវបានតំណាងដោយកត្តារួមចំណែកនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលគឺ \(\Omega = -E \epsilon _L\) និង \(\epsilon _L\) គឺជាសំពាធដែលអាចសង្គ្រោះបានអតិបរមានៅក្នុងខ្សែ SMA ។
សមីការឌីណាមិកដំណាក់កាលស្របគ្នានឹងអនុគមន៍កូស៊ីនុសដែលបង្កើតឡើងដោយ Liang29 ហើយក្រោយមកត្រូវបានអនុម័តដោយ Brinson30 ជំនួសឱ្យអនុគមន៍អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលដែលស្នើឡើងដោយ Tanaka28។គំរូនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលគឺជាការបន្ថែមនៃគំរូដែលបានស្នើឡើងដោយ Elakhinia និង Ahmadian34 និងបានកែប្រែដោយផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដែលបានផ្តល់ឱ្យដោយ Liang29 និង Brinson30 ។ល័ក្ខខ័ណ្ឌដែលបានប្រើសម្រាប់គំរូនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលនេះគឺមានសុពលភាពក្រោមបន្ទុក thermomechanical ស្មុគ្រស្មាញ។នៅរាល់ពេលនីមួយៗ តម្លៃនៃប្រភាគបរិមាណនៃ martensite ត្រូវបានគណនានៅពេលធ្វើគំរូសមីការបង្កើត។
សមីការការបំប្លែងទម្រង់គ្រប់គ្រងដែលបានបង្ហាញដោយការបំប្លែង martensite ទៅ austenite ក្រោមលក្ខខណ្ឌកម្ដៅមានដូចខាងក្រោម៖
ដែល \(\xi\) គឺជាប្រភាគបរិមាណនៃ martensite \(\xi _M\) គឺជាប្រភាគបរិមាណនៃ martensite ដែលទទួលបានមុនពេលកំដៅ \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) និង \(C_A\) សីតុណ្ហភាព និង MA (C_A\) - ខ្សែកោង \A A_f\) - ការចាប់ផ្តើម និងចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាល austenite រៀងគ្នា សីតុណ្ហភាព។
សមីការគ្រប់គ្រងការបំប្លែងដោយផ្ទាល់ តំណាងដោយការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលនៃ austenite ទៅ martensite ក្រោមលក្ខខណ្ឌត្រជាក់គឺ៖
កន្លែងដែល \ (xi _a \) គឺជាភាគនៃការត្រជាក់ដែលទទួលបានមុន (\ tv signmstyle b_m \) សីតុណ្ហភាព \ (mma \ (M_F \) - សីតុណ្ហភាព Martenes Marmites ដំបូងនិងចុងក្រោយ , រៀងគ្នា។
បន្ទាប់ពីសមីការ (3) និង (4) ត្រូវបានបែងចែកខុសគ្នា សមីការបំប្លែងបញ្ច្រាស និងដោយផ្ទាល់ត្រូវបានសម្រួលទៅជាទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ
កំឡុងពេលបំប្លែងទៅមុខ និងថយក្រោយ \(\eta _{\sigma}\) និង \(\eta _{T}\) យកតម្លៃផ្សេងគ្នា។សមីការមូលដ្ឋានដែលភ្ជាប់ជាមួយ \(\eta _{\sigma}\) និង \(\eta _{T}\) ត្រូវបានទាញយក និងពិភាក្សាយ៉ាងលម្អិតនៅក្នុងផ្នែកបន្ថែម។
ថាមពលកំដៅដែលត្រូវការដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA បានមកពីឥទ្ធិពលកំដៅ Joule ។ថាមពលកម្ដៅដែលស្រូប ឬបញ្ចេញដោយខ្សែ SMA ត្រូវបានតំណាងដោយកំដៅមិនទាន់ឃើញច្បាស់នៃការផ្លាស់ប្តូរ។ការបាត់បង់កំដៅនៅក្នុងខ្សែ SMA គឺដោយសារតែការបង្ខិតបង្ខំ ហើយដោយសារឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្មតិចតួច សមីការតុល្យភាពថាមពលកំដៅមានដូចខាងក្រោម៖
ដែល \(m_{wire}\) គឺជាម៉ាស់សរុបនៃខ្សែ SMA \(c_{p}\) គឺជាសមត្ថភាពកំដៅជាក់លាក់នៃ SMA \(V_{in}\) គឺជាវ៉ុលដែលបានអនុវត្តចំពោះខ្សែ \(R_{ohm} \) - ធន់ទ្រាំអាស្រ័យលើដំណាក់កាល SMA ដែលកំណត់ជា;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ដែល \(r_M\ ) និង \(r_A\) គឺជាដំណាក់កាល SMA resistivity ក្នុង martensite និង austenite រៀងគ្នា \(A_{c}\) គឺជាផ្ទៃនៃលួស SMA d.កំដៅមិនទាន់ឃើញច្បាស់នៃការផ្លាស់ប្តូរនៃលួស T និង \(T_{\infty}\) គឺជាសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA និងបរិស្ថានរៀងៗខ្លួន។
នៅពេលដែលខ្សែលោហៈធាតុអង្គចងចាំរាងត្រូវបានធ្វើសកម្មភាព លួសនឹងបង្រួម បង្កើតកម្លាំងនៅក្នុងផ្នែកនីមួយៗនៃការរចនា bimodal ដែលហៅថាកម្លាំងសរសៃ។កម្លាំងនៃសរសៃនៅក្នុងខ្សែ SMA នីមួយៗរួមគ្នាបង្កើតកម្លាំងសាច់ដុំដើម្បីធ្វើសកម្មភាព ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 9e ។ដោយសារតែវត្តមាននៃនិទាឃរដូវលំអៀង កម្លាំងសាច់ដុំសរុបនៃ Nth multilayer actuator គឺ៖
ការជំនួស \(N = 1\) ចូលទៅក្នុងសមីការ (7) កម្លាំងសាច់ដុំនៃគំរូដើមនៃដ្រាយ bimodal ដំណាក់កាលដំបូងអាចទទួលបានដូចខាងក្រោម:
ដែល n ជាចំនួនជើងដែលមិនស្មើគ្នា \(F_m\) គឺជាកម្លាំងសាច់ដុំដែលបង្កើតដោយដ្រាយ \(F_f\) គឺជាកម្លាំងសរសៃនៅក្នុងខ្សែ SMA \(K_x\) គឺជាភាពរឹងដោយលំអៀង។និទាឃរដូវ \(\alpha\) គឺជាមុំនៃត្រីកោណ \(x_0\) គឺជាអុហ្វសិតដំបូងនៃនិទាឃរដូវលំអៀង ដើម្បីកាន់ខ្សែ SMA នៅក្នុងទីតាំងមុនភាពតានតឹង ហើយ \(\Delta x\) គឺជាដំណើររបស់ actuator ។
ការផ្លាស់ទីលំនៅ ឬចលនាសរុបនៃដ្រាយ (\(\Delta x\)) អាស្រ័យលើវ៉ុល (\(\sigma\)) និងសំពាធ (\(\epsilon\)) នៅលើខ្សែ SMA នៃដំណាក់កាល Nth ដ្រាយត្រូវបានកំណត់ទៅ (សូមមើលរូបភព។ ផ្នែកបន្ថែមនៃទិន្នផល):
សមីការ kinematic ផ្តល់ទំនាក់ទំនងរវាងការខូចទ្រង់ទ្រាយដ្រាយ (\(\epsilon\)) និងការផ្លាស់ទីលំនៅឬការផ្លាស់ទីលំនៅ (\(\Delta x\)) ។ការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃខ្សែ Arb ជាមុខងារនៃប្រវែងខ្សែ Arb ដំបូង (\(l_0\)) និងប្រវែងខ្សែ (l) នៅពេលណាមួយ t នៅក្នុងសាខា unimodal មួយមានដូចខាងក្រោម៖
ដែល \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) ត្រូវបានទទួលដោយអនុវត្តរូបមន្តកូស៊ីនុសក្នុង \(\Delta\)ABB ' ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 8 ) និង \(\alpha _1\) គឺ \(\alpha \) ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី ៨ ដោយបែងចែកពេលវេលាពីសមីការ (១១) និងជំនួសតម្លៃ l អត្រាសំពាធអាចត្រូវបានសរសេរជា៖
ដែល \(l_0\) គឺជាប្រវែងដំបូងនៃខ្សែ SMA លីត្រគឺជាប្រវែងនៃខ្សែនៅពេលណាមួយ t នៅក្នុងសាខា unimodal មួយ \(\epsilon\) គឺជាការខូចទ្រង់ទ្រាយដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងខ្សែ SMA ហើយ \(\alpha \) គឺជាមុំនៃត្រីកោណ \(\Delta x\) គឺជាអុហ្វសិតនៃដ្រាយ (ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 8) ។
រចនាសម្ព័ន្ធ n single-peak ទាំងអស់ (\(n=6\) ក្នុងរូបភាពនេះ) ត្រូវបានភ្ជាប់ជាស៊េរីជាមួយ \(V_{in}\) ជាវ៉ុលបញ្ចូល។ដំណាក់កាលទី 1៖ ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃខ្សែ SMA នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ bimodal ក្រោមលក្ខខណ្ឌវ៉ុលសូន្យ ដំណាក់កាលទី II: រចនាសម្ព័ន្ធគ្រប់គ្រងត្រូវបានបង្ហាញដែលខ្សែ SMA ត្រូវបានបង្ហាប់ដោយសារតែការបំប្លែងបញ្ច្រាស ដូចដែលបានបង្ហាញដោយបន្ទាត់ក្រហម។
ជាភស្តុតាងនៃគំនិត ដ្រាយ bimodal ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីសាកល្បងការចម្លងនៃសមីការមូលដ្ឋានជាមួយនឹងលទ្ធផលពិសោធន៍។គំរូ CAD នៃ actuator លីនេអ៊ែរ bimodal ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។9 ក.ម៉្យាងទៀតនៅក្នុងរូបភព។9c បង្ហាញពីការរចនាថ្មីដែលបានស្នើឡើងសម្រាប់ការតភ្ជាប់ prismatic បង្វិលដោយប្រើ actuator ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ពីរដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ bimodal ។សមាសធាតុនៃដ្រាយត្រូវបានប្រឌិតដោយប្រើការផលិតបន្ថែមលើម៉ាស៊ីនបោះពុម្ព 3D Ultimaker 3 Extended ។សម្ភារៈដែលប្រើសម្រាប់ការបោះពុម្ព 3D នៃសមាសធាតុគឺប៉ូលីកាបូណាតដែលស័ក្តិសមសម្រាប់សម្ភារៈធន់នឹងកំដៅព្រោះវារឹងមាំ ប្រើប្រាស់បានយូរ និងមានសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ខ្ពស់ (110-113 \(^{\circ }\) C)។លើសពីនេះទៀត Dynalloy, Inc. Flexinol shape memory wire alloy ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងការពិសោធន៍ ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដែលត្រូវគ្នានឹងខ្សែ Flexinol ត្រូវបានប្រើក្នុងការក្លែងធ្វើ។ខ្សែ SMA ច្រើនត្រូវបានរៀបចំជាសរសៃដែលមានវត្តមាននៅក្នុងការរៀបចំសាច់ដុំ bimodal ដើម្បីទទួលបានកម្លាំងខ្ពស់ដែលផលិតដោយ multilayer actuators ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 9b, ឃ។
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9a មុំស្រួចដែលបង្កើតឡើងដោយខ្សែ SMA ដៃចល័តត្រូវបានគេហៅថាមុំ (\(\alpha\)) ។ជាមួយនឹងការគៀបស្ថានីយដែលភ្ជាប់ទៅនឹងការគៀបខាងឆ្វេង និងខាងស្តាំ ខ្សែ SMA ត្រូវបានដាក់នៅមុំ bimodal ដែលចង់បាន។ឧបករណ៍និទាឃរដូវលំអៀងដែលផ្ទុកនៅលើឧបករណ៍ភ្ជាប់និទាឃរដូវត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីកែតម្រូវក្រុមផ្នែកបន្ថែមនិទាឃរដូវលំអៀងដោយយោងតាមចំនួន (n) នៃសរសៃ SMA ។លើសពីនេះទៀតទីតាំងនៃផ្នែកផ្លាស់ទីត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យខ្សែ SMA ត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងបរិយាកាសខាងក្រៅសម្រាប់ការត្រជាក់ convection ដោយបង្ខំ។បន្ទះខាងលើ និងខាងក្រោមនៃការផ្គុំដែលអាចផ្ដាច់ចេញបានជួយរក្សាខ្សែ SMA ឱ្យត្រជាក់ជាមួយនឹងការកាត់ចេញដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់។លើសពីនេះទៀតចុងទាំងពីរនៃខ្សែ CMA ត្រូវបានជួសជុលទៅស្ថានីយខាងឆ្វេងនិងខាងស្តាំរៀងគ្នាដោយមធ្យោបាយនៃការ crimp មួយ។ប្រដាប់ផ្លុំត្រូវបានភ្ជាប់ទៅចុងម្ខាងនៃគ្រឿងដំឡើងដែលអាចចល័តបាន ដើម្បីរក្សាការបោសសំអាតរវាងចានខាងលើ និងខាងក្រោម។plunger ក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីអនុវត្តកម្លាំងទប់ស្កាត់ទៅនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាតាមរយៈទំនាក់ទំនងដើម្បីវាស់ស្ទង់កម្លាំងទប់ស្កាត់នៅពេលដែលខ្សែ SMA ត្រូវបានធ្វើសកម្មភាព។
រចនាសម្ព័ន្ធសាច់ដុំ bimodal SMA ត្រូវបានភ្ជាប់ដោយអគ្គិសនីជាស៊េរី និងដំណើរការដោយវ៉ុលជីពចរបញ្ចូល។ក្នុងអំឡុងពេលវដ្តជីពចរវ៉ុលនៅពេលដែលវ៉ុលត្រូវបានអនុវត្តហើយខ្សែ SMA ត្រូវបានកំដៅនៅខាងលើសីតុណ្ហភាពដំបូងនៃ austenite ប្រវែងនៃខ្សែនៅក្នុងខ្សែនីមួយៗត្រូវបានខ្លី។ការដកថយនេះធ្វើឱ្យសកម្មផ្នែករងនៃដៃដែលអាចចល័តបាន។នៅពេលដែលវ៉ុលត្រូវបានសូន្យក្នុងវដ្តដូចគ្នានោះខ្សែ SMA ដែលគេឱ្យឈ្មោះថាត្រូវបានត្រជាក់នៅក្រោមសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃ martensite ដោយហេតុនេះត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមវិញ។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ត្រេសសូន្យ ខ្សែ SMA ដំបូងត្រូវបានលាតសន្ធឹងដោយអកម្មដោយនិទាឃរដូវលំអៀងដើម្បីឈានដល់ស្ថានភាព martensitic ដែលបានផ្ដាច់។វីសដែលខ្សែ SMA ឆ្លងកាត់ ផ្លាស់ទីដោយសារតែការបង្ហាប់ដែលបង្កើតឡើងដោយអនុវត្តជីពចរវ៉ុលទៅខ្សែ SMA (SPA ឈានដល់ដំណាក់កាល austenite) ដែលនាំទៅដល់ការធ្វើសកម្មភាពនៃដងថ្លឹងចល័ត។នៅពេលដែលខ្សែ SMA ត្រូវបានដកថយ និទាឃរដូវលំអៀងបង្កើតកម្លាំងប្រឆាំងដោយពង្រីកនិទាឃរដូវបន្ថែមទៀត។នៅពេលដែលភាពតានតឹងនៅក្នុងវ៉ុល impulse ក្លាយជាសូន្យ ខ្សែ SMA ពន្លូត និងផ្លាស់ប្តូររូបរាងរបស់វាដោយសារតែការបង្ខំឱ្យត្រជាក់ convection ឈានដល់ដំណាក់កាល martensitic ទ្វេ។
ប្រព័ន្ធ actuator លីនេអ៊ែរដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ដែលបានស្នើមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ bimodal ដែលខ្សែ SMA ត្រូវបានមុំ។(a) ពណ៌នាអំពីគំរូ CAD នៃគំរូដើម ដែលនិយាយអំពីសមាសធាតុមួយចំនួន និងអត្ថន័យរបស់វាសម្រាប់គំរូ (b, d) តំណាងឱ្យគំរូសាកល្បងដែលបានអភិវឌ្ឍ 35 ។ខណៈពេលដែល (b) បង្ហាញទិដ្ឋភាពកំពូលនៃគំរូជាមួយនឹងការតភ្ជាប់អគ្គិសនី និងប្រភពលំអៀង និងរង្វាស់សំពាធដែលបានប្រើ (d) បង្ហាញពីទិដ្ឋភាពនៃការដំឡើង។(e) ដ្យាក្រាមនៃប្រព័ន្ធ actuation លីនេអ៊ែរជាមួយនឹងខ្សែ SMA ដែលដាក់ bimodally នៅពេលណាមួយ t ដែលបង្ហាញពីទិសដៅ និងដំណើរនៃសរសៃ និងកម្លាំងសាច់ដុំ។(c) ការតភ្ជាប់ 2-DOF rotational prismatic ត្រូវបានស្នើឡើងសម្រាប់ការដាក់ពង្រាយ SMA-based actuator ពីរ។ដូចដែលបានបង្ហាញ តំណបញ្ជូនចលនាលីនេអ៊ែរពីដ្រាយខាងក្រោមទៅដៃខាងលើ បង្កើតការតភ្ជាប់បង្វិល។ម៉្យាងវិញទៀត ចលនានៃគូនៃព្រីសគឺដូចគ្នាទៅនឹងចលនារបស់ multilayer first stage drive។
ការសិក្សាពិសោធន៍ត្រូវបានអនុវត្តលើគំរូដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9b ដើម្បីវាយតម្លៃដំណើរការនៃដ្រាយ bimodal ដោយផ្អែកលើ SMA ។ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 10a ការរៀបចំពិសោធន៍មានការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC ដែលអាចកម្មវិធីបានដើម្បីផ្គត់ផ្គង់វ៉ុលបញ្ចូលទៅខ្សែ SMA ។ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។10b, រង្វាស់សំពាធ piezoelectric (PACEline CFT/5kN) ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់កម្លាំងទប់ស្កាត់ដោយប្រើឧបករណ៍កត់ត្រាទិន្នន័យ Graphtec GL-2000។ទិន្នន័យត្រូវបានកត់ត្រាដោយម្ចាស់ផ្ទះសម្រាប់ការសិក្សាបន្ថែម។រង្វាស់សំពាធ និងឧបករណ៍បំពងសំឡេង ទាមទារការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលថេរ ដើម្បីផលិតសញ្ញាវ៉ុល។សញ្ញាដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាទិន្នផលថាមពលដោយយោងទៅតាមភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏កម្លាំង piezoelectric និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតដូចដែលបានពិពណ៌នាក្នុងតារាងទី 2 ។ នៅពេលដែលជីពចរវ៉ុលត្រូវបានអនុវត្ត សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA កើនឡើង ដែលបណ្តាលឱ្យខ្សែ SMA បង្រួម ដែលបណ្តាលឱ្យ actuator បង្កើតកម្លាំង។លទ្ធផលពិសោធន៍នៃលទ្ធផលនៃកម្លាំងសាច់ដុំដោយជីពចរវ៉ុលបញ្ចូលនៃ 7 V ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។2 ក.
(a) ប្រព័ន្ធ actuator លីនេអ៊ែរដែលមានមូលដ្ឋានលើ SMA ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការពិសោធន៍ដើម្បីវាស់កម្លាំងដែលបង្កើតដោយ actuator ។ក្រឡាផ្ទុកវាស់កម្លាំងទប់ស្កាត់ និងត្រូវបានបំពាក់ដោយការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល 24 V DC ។ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុង 7 V ត្រូវបានអនុវត្តតាមបណ្តោយប្រវែងទាំងមូលនៃខ្សែដោយប្រើការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC ដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបាន GW Instek ។ខ្សែ SMA រួញដោយសារកំដៅ ហើយដៃដែលអាចចល័តបានទាក់ទងកោសិកាផ្ទុក និងបញ្ចេញកម្លាំងទប់ស្កាត់។ក្រឡាផ្ទុកត្រូវបានភ្ជាប់ទៅឧបករណ៍កត់ត្រាទិន្នន័យ GL-2000 ហើយទិន្នន័យត្រូវបានរក្សាទុកនៅលើម៉ាស៊ីនសម្រាប់ដំណើរការបន្ថែម។(ខ) ដ្យាក្រាមបង្ហាញពីខ្សែសង្វាក់នៃធាតុផ្សំនៃការរៀបចំពិសោធន៍សម្រាប់វាស់កម្លាំងសាច់ដុំ។
យ៉ាន់ស្ព័រសតិរាងត្រូវបានរំភើបដោយថាមពលកម្ដៅ ដូច្នេះសីតុណ្ហភាពក្លាយជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់ការសិក្សាអំពីបាតុភូតអង្គចងចាំរាង។តាមការពិសោធន៍ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 11a ការថតរូបភាពកម្ដៅ និងការវាស់សីតុណ្ហភាពត្រូវបានអនុវត្តនៅលើគំរូ SMA-based divalerate actuator ។ប្រភព DC ដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបានបានអនុវត្តវ៉ុលបញ្ចូលទៅខ្សែ SMA ក្នុងការរៀបចំពិសោធន៍ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 11 ខ។ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA ត្រូវបានវាស់នៅក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែងដោយប្រើកាមេរ៉ា LWIR គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ (FLIR A655sc) ។ម្ចាស់ផ្ទះប្រើកម្មវិធី ResearchIR ដើម្បីកត់ត្រាទិន្នន័យសម្រាប់ដំណើរការក្រោយដំណើរការបន្ថែម។នៅពេលដែលជីពចរវ៉ុលត្រូវបានអនុវត្ត សីតុណ្ហភាពនៃខ្សែ SMA កើនឡើង ដែលបណ្តាលឱ្យខ្សែ SMA រួញ។នៅលើរូបភព។រូបភាពទី 2b បង្ហាញពីលទ្ធផលពិសោធន៍នៃសីតុណ្ហភាពខ្សែ SMA ធៀបនឹងពេលវេលាសម្រាប់ជីពចរវ៉ុលបញ្ចូល 7V ។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ២៨ ខែកញ្ញា ឆ្នាំ ២០២២