ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ Nature.com. ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ນັ້ນຮອງຮັບ CSS ໄດ້ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼື ປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນລະຫວ່າງນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການຮອງຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງຜົນເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ຕົວກະຕຸ້ນຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງ ແລະ ສ້າງການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມໂດຍການໃຊ້ແຮງກະຕຸ້ນ ຫຼື ແຮງບິດທີ່ຖືກຕ້ອງເພື່ອປະຕິບັດການຕ່າງໆໃນການຜະລິດ ແລະ ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ. ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ໄວກວ່າ, ນ້ອຍກວ່າ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນແມ່ນຂັບເຄື່ອນນະວັດຕະກໍາໃນການອອກແບບຕົວຂັບເຄື່ອນ. ຕົວຂັບເຄື່ອນ Shape Memory Alloy (SMA) ສະເໜີຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼາຍຢ່າງຫຼາຍກວ່າຕົວຂັບເຄື່ອນແບບດັ້ງເດີມ, ລວມທັງອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຕໍ່ນໍ້າໜັກທີ່ສູງ. ໃນບົດປະລິນຍານິພົນນີ້, ຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ສອງຂົນໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນເຊິ່ງລວມເອົາຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງກ້າມຊີ້ນຂົນຂອງລະບົບຊີວະພາບ ແລະ ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ SMAs. ການສຶກສານີ້ສໍາຫຼວດ ແລະ ຂະຫຍາຍຕົວກະຕຸ້ນ SMA ກ່ອນໜ້ານີ້ໂດຍການພັດທະນາຮູບແບບຄະນິດສາດຂອງຕົວກະຕຸ້ນໃໝ່ໂດຍອີງໃສ່ການຈັດລຽງສາຍ SMA ສອງຮູບແບບ ແລະ ທົດສອບມັນໂດຍການທົດລອງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ຮູ້ຈັກໂດຍອີງໃສ່ SMA, ແຮງກະຕຸ້ນຂອງຕົວຂັບເຄື່ອນໃໝ່ແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງໜ້ອຍ 5 ເທົ່າ (ສູງສຸດ 150 N). ການສູນເສຍນໍ້າໜັກທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນປະມານ 67%. ຜົນຂອງການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຮູບແບບຄະນິດສາດແມ່ນເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການປັບແຕ່ງຕົວກໍານົດການອອກແບບ ແລະ ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຕົວກໍານົດທີ່ສໍາຄັນ. ການສຶກສານີ້ຍັງນໍາສະເຫນີຕົວຂັບເຄື່ອນຂັ້ນຕອນ N ຫຼາຍລະດັບທີ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການເຄື່ອນໄຫວຕື່ມອີກ. ຕົວກະຕຸ້ນກ້າມຊີ້ນ dipvalerate ທີ່ອີງໃສ່ SMA ມີຫຼາກຫຼາຍການນຳໃຊ້, ຕັ້ງແຕ່ລະບົບອັດຕະໂນມັດໃນການກໍ່ສ້າງຈົນເຖິງລະບົບການຈັດສົ່ງຢາທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ.
ລະບົບຊີວະວິທະຍາ, ເຊັ່ນໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນຂອງສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມ, ສາມາດກະຕຸ້ນຕົວກະຕຸ້ນທີ່ລະອຽດອ່ອນຫຼາຍຢ່າງ1. ສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມມີໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ລະອັນຮັບໃຊ້ຈຸດປະສົງສະເພາະ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໂຄງສ້າງສ່ວນໃຫຍ່ຂອງເນື້ອເຍື່ອກ້າມຊີ້ນຂອງສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດໃຫຍ່ໆຄື: ຂະໜານ ແລະ ປາຍຕີນ. ໃນກ້າມຊີ້ນຂາຫຼັງ ແລະ ກ້າມຊີ້ນງໍອື່ນໆ, ດັ່ງທີ່ຊື່ໄດ້ແນະນຳ, ກ້າມຊີ້ນຂະໜານມີເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນຂະໜານກັບເສັ້ນເອັນກາງ. ລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂອງເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນຖືກຈັດວາງ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໂດຍເນື້ອເຍື່ອເຊື່ອມຕໍ່ອ້ອມຮອບພວກມັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ຖືກກ່າວວ່າມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍ (ການຫຼຸດອັດຕາສ່ວນ), ແຕ່ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍລວມຂອງພວກມັນແມ່ນມີຈຳກັດຫຼາຍ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນກ້າມຊີ້ນ triceps, ກ້າມຊີ້ນນ่อง2 (ກ້າມຊີ້ນ lateral gastrocnemius (GL)3, ກ້າມຊີ້ນ medial gastrocnemius (GM)4 ແລະ ກ້າມຊີ້ນ soleus (SOL)) ແລະ ກ້າມຊີ້ນ extensor femoris (quadriceps)5,6 ເນື້ອເຍື່ອກ້າມຊີ້ນປາຍຕີນພົບຢູ່ໃນແຕ່ລະກ້າມຊີ້ນ7. ໃນໂຄງສ້າງແບບ pinnate, ເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນໃນກ້າມຊີ້ນ bipennate ມີຢູ່ໃນທັງສອງດ້ານຂອງເສັ້ນເອັນກາງໃນມຸມສະຫຼຽງ (ມຸມ pinnate). ກ້າມຊີ້ນ Pennate ມາຈາກຄຳສັບພາສາລາແຕັງ "penna", ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າ "ປາກກາ", ແລະດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1 ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືຂົນນົກ. ເສັ້ນໃຍຂອງກ້າມຊີ້ນ pennate ແມ່ນສັ້ນກວ່າ ແລະ ມີມຸມກັບແກນຕາມລວງຍາວຂອງກ້າມຊີ້ນ. ເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງແບບ pinnate, ການເຄື່ອນໄຫວໂດຍລວມຂອງກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ຈະຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ອົງປະກອບທາງຂວາງ ແລະ ຕາມລວງຍາວຂອງຂະບວນການຫຍໍ້. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການກະຕຸ້ນຂອງກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ນຳໄປສູ່ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍລວມທີ່ສູງຂຶ້ນເນື່ອງຈາກວິທີການວັດແທກພື້ນທີ່ຕັດຂວາງທາງສະລີລະວິທະຍາ. ດັ່ງນັ້ນ, ສຳລັບພື້ນທີ່ຕັດຂວາງທີ່ກຳນົດໄວ້, ກ້າມຊີ້ນ pennate ຈະແຂງແຮງກວ່າ ແລະ ຈະສ້າງແຮງທີ່ສູງກວ່າກ້າມຊີ້ນທີ່ມີເສັ້ນໃຍຂະໜານ. ແຮງທີ່ເກີດຈາກເສັ້ນໃຍແຕ່ລະເສັ້ນສ້າງແຮງກ້າມຊີ້ນໃນລະດັບມະຫາພາກໃນເນື້ອເຍື່ອກ້າມຊີ້ນນັ້ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນຍັງມີຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເຊັ່ນ: ການຫົດຕົວໄວ, ການປົກປ້ອງຕໍ່ຄວາມເສຍຫາຍຈາກການດຶງ, ການຮອງຮັບ. ມັນປ່ຽນຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງການປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງເສັ້ນໃຍ ແລະ ຜົນຜະລິດພະລັງງານຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍການໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກ ແລະ ຄວາມຊັບຊ້ອນທາງເລຂາຄະນິດຂອງການຈັດລຽງເສັ້ນໃຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເສັ້ນການເຄື່ອນໄຫວຂອງກ້າມຊີ້ນ.
ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດແຜນວາດຂອງການອອກແບບຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສະຖາປັດຕະຍະກຳກ້າມຊີ້ນສອງຮູບແບບ, ຕົວຢ່າງ (ກ), ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນຂອງການພົວພັນຂອງແຮງສຳຜັດທີ່ອຸປະກອນຮູບມືທີ່ຖືກກະຕຸ້ນໂດຍສາຍ SMA ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງຫຸ່ນຍົນເຄື່ອນທີ່ອັດຕະໂນມັດສອງລໍ້9,10. , (ຂ) ອະໄວຍະວະທຽມວົງໂຄຈອນທີ່ມີອະໄວຍະວະທຽມວົງໂຄຈອນທີ່ມີສະປິງ SMA ວາງໄວ້ກົງກັນຂ້າມ. ຕຳແໜ່ງຂອງຕາທຽມຖືກຄວບຄຸມໂດຍສັນຍານຈາກກ້າມຊີ້ນຕາຂອງຕາ11, (ຄ) ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ພາຍໃຕ້ນ້ຳເນື່ອງຈາກການຕອບສະໜອງຄວາມຖີ່ສູງ ແລະ ແບນວິດຕ່ຳ. ໃນການຕັ້ງຄ່ານີ້, ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອສ້າງການເຄື່ອນທີ່ຂອງຄື້ນໂດຍການຈຳລອງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປາ, (ງ) ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອສ້າງຫຸ່ນຍົນກວດກາທໍ່ຂະໜາດນ້ອຍທີ່ສາມາດໃຊ້ຫຼັກການເຄື່ອນໄຫວຂອງໜອນນິ້ວ, ຄວບຄຸມໂດຍການເຄື່ອນໄຫວຂອງສາຍ SMA ພາຍໃນຊ່ອງທາງ 10, (ຈ) ສະແດງທິດທາງຂອງເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນຫົດຕົວ ແລະ ສ້າງແຮງຫົດຕົວໃນເນື້ອເຍື່ອ gastrocnemius, (ສ) ສະແດງສາຍ SMA ທີ່ຈັດລຽງຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນໃນໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນ pennate.
ຕົວກະຕຸ້ນໄດ້ກາຍເປັນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງລະບົບກົນຈັກເນື່ອງຈາກການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍຂອງມັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການສຳລັບຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ໄວກວ່າ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນຈຶ່ງກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນ. ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງມັນ, ຕົວຂັບເຄື່ອນແບບດັ້ງເດີມໄດ້ພິສູດແລ້ວວ່າມີລາຄາແພງ ແລະ ໃຊ້ເວລາຫຼາຍໃນການບຳລຸງຮັກສາ. ຕົວກະຕຸ້ນໄຮໂດຼລິກ ແລະ ນິວເມຕິກມີຄວາມສັບສົນ ແລະ ລາຄາແພງ ແລະ ມັກຈະເກີດການສວມໃສ່, ບັນຫາການຫຼໍ່ລື່ນ ແລະ ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອົງປະກອບ. ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການ, ຈຸດສຸມແມ່ນການພັດທະນາຕົວກະຕຸ້ນທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ປັບປຸງຂະໜາດ ແລະ ທັນສະໄໝໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸທີ່ສະຫຼາດ. ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກຳລັງພິຈາລະນາຕົວກະຕຸ້ນຊັ້ນໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ (SMA) ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການນີ້. ຕົວກະຕຸ້ນແບບລຳດັບຊັ້ນແມ່ນເປັນເອກະລັກສະເພາະທີ່ພວກມັນລວມຕົວກະຕຸ້ນແຍກຕ່າງຫາກຫຼາຍອັນເຂົ້າກັນເປັນລະບົບຍ່ອຍຂະໜາດມະຫາພາກທີ່ສັບສົນທາງເລຂາຄະນິດເພື່ອໃຫ້ການເຮັດວຽກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ຂະຫຍາຍອອກ. ໃນເລື່ອງນີ້, ເນື້ອເຍື່ອກ້າມຊີ້ນຂອງມະນຸດທີ່ໄດ້ອະທິບາຍຂ້າງເທິງໃຫ້ຕົວຢ່າງຫຼາຍຊັ້ນທີ່ດີເລີດຂອງການກະຕຸ້ນຫຼາຍຊັ້ນດັ່ງກ່າວ. ການສຶກສາໃນປະຈຸບັນອະທິບາຍເຖິງການຂັບເຄື່ອນ SMA ຫຼາຍລະດັບທີ່ມີອົງປະກອບຂັບເຄື່ອນສ່ວນບຸກຄົນຫຼາຍອັນ (ສາຍ SMA) ທີ່ສອດຄ່ອງກັບທິດທາງເສັ້ນໄຍທີ່ມີຢູ່ໃນກ້າມຊີ້ນ bimodal, ເຊິ່ງປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງການຂັບເຄື່ອນໂດຍລວມ.
ຈຸດປະສົງຫຼັກຂອງຕົວກະຕຸ້ນແມ່ນເພື່ອສ້າງຜົນຜະລິດພະລັງງານກົນຈັກເຊັ່ນ: ແຮງ ແລະ ການຍົກຍ້າຍໂດຍການປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າ. ໂລຫະປະສົມຄວາມຈຳຮູບຮ່າງແມ່ນຊັ້ນຂອງວັດສະດຸ "ສະຫຼາດ" ທີ່ສາມາດຟື້ນຟູຮູບຮ່າງຂອງມັນໄດ້ໃນອຸນຫະພູມສູງ. ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດສູງ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ນຳໄປສູ່ການຟື້ນຟູຮູບຮ່າງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານການກະຕຸ້ນສູງຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບວັດສະດຸສະຫຼາດທີ່ຜູກມັດໂດຍກົງຕ່າງໆ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດກົນຈັກ, SMAs ຈະກາຍເປັນແຕກຫັກ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂບາງຢ່າງ, ການໂຫຼດວົງຈອນສາມາດດູດຊຶມ ແລະ ປ່ອຍພະລັງງານກົນຈັກ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງ hysteretic ທີ່ສາມາດປີ້ນກັບຄືນໄດ້. ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ SMA ເໝາະສຳລັບເຊັນເຊີ, ການດູດຊຶມການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ໂດຍສະເພາະຕົວກະຕຸ້ນ12. ດ້ວຍເຫດນີ້, ມີການຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບໄດຣຟ໌ທີ່ອີງໃສ່ SMA. ຄວນສັງເກດວ່າຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ການເຄື່ອນໄຫວແບບແປ ແລະ ໝຸນວຽນສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ13,14,15. ເຖິງແມ່ນວ່າຕົວກະຕຸ້ນໝຸນວຽນບາງອັນໄດ້ຖືກພັດທະນາແລ້ວ, ນັກຄົ້ນຄວ້າສົນໃຈເປັນພິເສດໃນຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່. ຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ເຫຼົ່ານີ້ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດຂອງຕົວກະຕຸ້ນ: ຕົວກະຕຸ້ນໜຶ່ງມິຕິ, ຕົວກະຕຸ້ນການຍົກຍ້າຍ ແລະ ຕົວກະຕຸ້ນແບບແຕກຕ່າງ16. ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, ໄດຣຟ໌ໄຮບຣິດໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນຮ່ວມກັບ SMA ແລະໄດຣຟ໌ແບບດັ້ງເດີມອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ໄຮບຣິດທີ່ອີງໃສ່ SMA ແມ່ນການໃຊ້ສາຍ SMA ກັບມໍເຕີ DC ເພື່ອສະໜອງແຮງອອກປະມານ 100 N ແລະມີການຍົກຍ້າຍທີ່ສຳຄັນ17.
ໜຶ່ງໃນການພັດທະນາຄັ້ງທຳອິດໃນລະບົບຂັບເຄື່ອນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທັງໝົດແມ່ນລະບົບຂັບເຄື່ອນຂະໜານ SMA. ໂດຍການໃຊ້ສາຍ SMA ຫຼາຍສາຍ, ລະບົບຂັບເຄື່ອນຂະໜານທີ່ອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ພະລັງງານຂອງລະບົບຂັບເຄື່ອນໂດຍການວາງສາຍ SMA18 ທັງໝົດໃນຂະໜານ. ການເຊື່ອມຕໍ່ແບບຂະໜານຂອງຕົວກະຕຸ້ນບໍ່ພຽງແຕ່ຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຈຳກັດພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງສາຍດຽວ. ຂໍ້ເສຍອີກອັນໜຶ່ງຂອງຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ແມ່ນການເດີນທາງທີ່ຈຳກັດທີ່ພວກມັນສາມາດບັນລຸໄດ້. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ລຳແສງສາຍ SMA ໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍມີລຳແສງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ບ່ຽງເບນເພື່ອເພີ່ມການຍົກຍ້າຍ ແລະ ບັນລຸການເຄື່ອນທີ່ເສັ້ນຊື່, ແຕ່ບໍ່ໄດ້ສ້າງແຮງທີ່ສູງກວ່າ19. ໂຄງສ້າງ ແລະ ຜ້າທີ່ອ່ອນນຸ້ມທີ່ສາມາດປ່ຽນຮູບໄດ້ສຳລັບຫຸ່ນຍົນໂດຍອີງໃສ່ໂລຫະປະສົມຄວາມຈຳຮູບຮ່າງໄດ້ຖືກພັດທະນາຕົ້ນຕໍສຳລັບການຂະຫຍາຍຜົນກະທົບ20,21,22. ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມໄວສູງ, ປໍ້າທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຂະໜາດກະທັດຮັດໄດ້ຖືກລາຍງານໂດຍໃຊ້ SMA ຟິມບາງສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍປໍ້າຈຸນ23. ຄວາມຖີ່ຂອງການຂັບເຄື່ອນຂອງເຍື່ອ SMA ຟິມບາງແມ່ນປັດໄຈສຳຄັນໃນການຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງຕົວຂັບເຄື່ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ມໍເຕີເສັ້ນຊື່ SMA ມີການຕອບສະໜອງແບບໄດນາມິກທີ່ດີກ່ວາມໍເຕີສະປິງ ຫຼື ມໍເຕີກ້ານ SMA. ຫຸ່ນຍົນອ່ອນ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການຈັບ ແມ່ນສອງແອັບພລິເຄຊັນອື່ນໆທີ່ໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA. ຕົວຢ່າງ, ເພື່ອທົດແທນຕົວກະຕຸ້ນມາດຕະຖານທີ່ໃຊ້ໃນຕົວຍຶດພື້ນທີ່ 25 N, ຕົວກະຕຸ້ນຂະໜານໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ 24 ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນ. ໃນອີກກໍລະນີໜຶ່ງ, ຕົວກະຕຸ້ນອ່ອນ SMA ໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍອີງໃສ່ສາຍທີ່ມີແມັດຕຣິກທີ່ຝັງຢູ່ເຊິ່ງສາມາດຜະລິດແຮງດຶງສູງສຸດ 30 N. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງມັນ, SMA ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດຕົວກະຕຸ້ນທີ່ລອກລຽນປະກົດການທາງຊີວະພາບ. ການພັດທະນາດັ່ງກ່າວລວມມີຫຸ່ນຍົນ 12 ເຊວທີ່ເປັນຊີວະພາບທີ່ຄ້າຍຄືກັບສິ່ງມີຊີວິດທີ່ຄ້າຍຄືໜອນດິນທີ່ມີ SMA ເພື່ອສ້າງການເຄື່ອນໄຫວແບບ sinusoidal ເພື່ອຍິງ 26,27.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ມີຂໍ້ຈຳກັດຕໍ່ແຮງສູງສຸດທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ການສຶກສານີ້ນຳສະເໜີໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນ bimodal ທີ່ຄ້າຍຄືກັບຊີວະວິທະຍາ. ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍສາຍໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ. ມັນໃຫ້ລະບົບການຈັດປະເພດທີ່ປະກອບມີສາຍໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງຫຼາຍເສັ້ນ. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ບໍ່ມີຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ມີສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ຄ້າຍຄືກັນໄດ້ຖືກລາຍງານໃນເອກະສານ. ລະບົບທີ່ເປັນເອກະລັກ ແລະ ໃໝ່ນີ້ໂດຍອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນເພື່ອສຶກສາພຶດຕິກຳຂອງ SMA ໃນລະຫວ່າງການຈັດລຽນກ້າມຊີ້ນ bimodal. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ເປົ້າໝາຍຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນເພື່ອສ້າງຕົວກະຕຸ້ນ dipvalerate ທີ່ຄ້າຍຄືກັນທາງຊີວະວິທະຍາເພື່ອສ້າງແຮງທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນປະລິມານໜ້ອຍ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບລະບົບຂັບເຄື່ອນທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍມໍເຕີ stepper ແບບດັ້ງເດີມທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບອັດຕະໂນມັດ ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມອາຄານ HVAC, ການອອກແບບລະບົບຂັບເຄື່ອນ bimodal ທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ສະເໜີຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນນ້ຳໜັກຂອງກົນໄກຂັບເຄື່ອນລົງ 67%. ຕໍ່ໄປນີ້, ຄຳວ່າ "ກ້າມຊີ້ນ" ແລະ "ການຂັບເຄື່ອນ" ຖືກນຳໃຊ້ສະຫຼັບກັນໄດ້. ການສຶກສານີ້ສືບສວນການຈຳລອງຫຼາຍຟີຊິກຂອງລະບົບຂັບເຄື່ອນດັ່ງກ່າວ. ພຶດຕິກຳກົນຈັກຂອງລະບົບດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກສຶກສາໂດຍວິທີການທົດລອງ ແລະ ການວິເຄາະ. ການແຈກຢາຍແຮງ ແລະ ອຸນຫະພູມໄດ້ຖືກສືບສວນຕື່ມອີກທີ່ແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7 V. ຕໍ່ມາ, ການວິເຄາະພາລາມິເຕີໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງພາລາມິເຕີຫຼັກ ແລະ ແຮງຜົນຜະລິດດີຂຶ້ນ. ສຸດທ້າຍ, ຕົວກະຕຸ້ນແບບລຳດັບຊັ້ນໄດ້ຖືກຄາດຄິດໄວ້ ແລະ ຜົນກະທົບລະດັບລຳດັບຊັ້ນໄດ້ຖືກສະເໜີໃຫ້ເປັນພື້ນທີ່ທີ່ມີທ່າແຮງໃນອະນາຄົດສຳລັບຕົວກະຕຸ້ນທີ່ບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກສຳລັບການນຳໃຊ້ທຽມ. ອີງຕາມຜົນຂອງການສຶກສາທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ການນໍາໃຊ້ສະຖາປັດຕະຍະກໍາຂັ້ນຕອນດຽວຜະລິດແຮງຢ່າງໜ້ອຍສີ່ຫາຫ້າເທົ່າສູງກວ່າຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ລາຍງານ. ນອກຈາກນັ້ນ, ແຮງຂັບເຄື່ອນດຽວກັນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍຕົວຂັບເຄື່ອນຫຼາຍລະດັບຫຼາຍລະດັບໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຫຼາຍກວ່າສິບເທົ່າຂອງຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ອີງໃສ່ SMA ແບບດັ້ງເດີມ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາລາຍງານພາລາມິເຕີຫຼັກໂດຍໃຊ້ການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວລະຫວ່າງການອອກແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ຕົວແປຂາເຂົ້າ. ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA (\(l_0\)), ມຸມ pinnate (\(alpha\)) ແລະ ຈຳນວນສາຍດ່ຽວ (n) ໃນແຕ່ລະສາຍແຕ່ລະອັນມີຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ຂະໜາດຂອງແຮງຂັບເຄື່ອນ. ໃນຂະນະທີ່ແຮງດັນຂາເຂົ້າ (ພະລັງງານ) ກາຍເປັນມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັນໃນທາງບວກ.
ສາຍ SMA ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນກະທົບຂອງຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ (SME) ທີ່ເຫັນໄດ້ໃນຕະກຸນນິກເກີນ-ໄທທານຽມ (Ni-Ti). ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, SMA ຈະສະແດງສອງໄລຍະທີ່ຂຶ້ນກັບອຸນຫະພູມຄື: ໄລຍະອຸນຫະພູມຕ່ຳ ແລະ ໄລຍະອຸນຫະພູມສູງ. ທັງສອງໄລຍະມີຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເນື່ອງຈາກມີໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນໄລຍະອອສເຕນໄນ (ໄລຍະອຸນຫະພູມສູງ) ທີ່ມີຢູ່ເໜືອອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ, ວັດສະດຸສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມແຂງແຮງສູງ ແລະ ມີການຜິດຮູບທີ່ບໍ່ດີພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ. ໂລຫະປະສົມມີລັກສະນະຄືກັບເຫຼັກສະແຕນເລດ, ສະນັ້ນມັນສາມາດທົນຕໍ່ຄວາມກົດດັນການກະຕຸ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນ. ໂດຍການໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນສົມບັດນີ້ຂອງໂລຫະປະສົມ Ni-Ti, ສາຍ SMA ຈະຖືກອຽງເພື່ອສ້າງຕົວກະຕຸ້ນ. ຮູບແບບການວິເຄາະທີ່ເໝາະສົມໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນເພື່ອເຂົ້າໃຈກົນໄກພື້ນຖານຂອງພຶດຕິກຳຄວາມຮ້ອນຂອງ SMA ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງພາລາມິເຕີຕ່າງໆ ແລະ ຮູບຮ່າງຕ່າງໆ. ໄດ້ຮັບຄວາມເຫັນດີເປັນເອກະພາບທີ່ດີລະຫວ່າງຜົນການທົດລອງ ແລະ ການວິເຄາະ.
ການສຶກສາທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນຕົ້ນແບບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9a ເພື່ອປະເມີນປະສິດທິພາບຂອງໄດຣຟ໌ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA. ສອງຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້, ແຮງທີ່ເກີດຈາກໄດຣຟ໌ (ແຮງກ້າມຊີ້ນ) ແລະອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (ອຸນຫະພູມ SMA), ໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍການທົດລອງ. ເມື່ອຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຮງດັນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມຍາວທັງໝົດຂອງສາຍໃນໄດຣຟ໌, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍຈະເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule. ແຮງດັນຂາເຂົ້າໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນສອງຮອບວຽນ 10 ວິນາທີ (ສະແດງເປັນຈຸດສີແດງໃນຮູບທີ 2a, b) ດ້ວຍໄລຍະເວລາເຢັນ 15 ວິນາທີລະຫວ່າງແຕ່ລະຮອບວຽນ. ແຮງກີດຂວາງໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ piezoelectric, ແລະການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໄດ້ຖືກຕິດຕາມກວດກາໃນເວລາຈິງໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ຄວາມລະອຽດສູງລະດັບວິທະຍາສາດ (ເບິ່ງລັກສະນະຂອງອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນຕາຕະລາງທີ 2). ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນລະຫວ່າງໄລຍະແຮງດັນສູງ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງເປັນລະບົບ, ແຕ່ເມື່ອບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າໄຫຼ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍຍັງສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ. ໃນການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງໃນປະຈຸບັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໄດ້ຫຼຸດລົງໃນລະຫວ່າງໄລຍະການເຮັດຄວາມເຢັນ, ແຕ່ມັນຍັງສູງກວ່າອຸນຫະພູມອ້ອມຂ້າງ. ໃນຮູບທີ 2e ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາບຖ່າຍຂອງອຸນຫະພູມໃນສາຍ SMA ທີ່ຖ່າຍຈາກກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນຮູບທີ 2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຮງກີດຂວາງທີ່ເກີດຈາກລະບົບຂັບເຄື່ອນ. ເມື່ອແຮງກ້າມຊີ້ນເກີນແຮງຟື້ນຟູຂອງສະປິງ, ແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9a, ຈະເລີ່ມເຄື່ອນຍ້າຍ. ທັນທີທີ່ການກະຕຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນ, ແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຈະສຳຜັດກັບເຊັນເຊີ, ສ້າງແຮງຮ່າງກາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2c, d. ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງສຸດໃກ້ກັບ \(84\,^{\circ}\hbox {C}\), ແຮງສູງສຸດທີ່ສັງເກດເຫັນແມ່ນ 105 N.
ກຣາຟສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນການທົດລອງຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແລະແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວກະຕຸ້ນ bimodal ທີ່ອີງໃສ່ SMA ໃນລະຫວ່າງສອງຮອບວຽນ. ແຮງດັນໄຟຟ້າເຂົ້າຖືກນຳໃຊ້ໃນສອງຮອບວຽນ 10 ວິນາທີ (ສະແດງເປັນຈຸດສີແດງ) ໂດຍມີໄລຍະເວລາເຢັນລົງ 15 ວິນາທີລະຫວ່າງແຕ່ລະຮອບວຽນ. ສາຍ SMA ທີ່ໃຊ້ສຳລັບການທົດລອງແມ່ນສາຍ Flexinol ຂະໜາດເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 0.51 ມມ ຈາກ Dynalloy, Inc. (ກ) ກຣາຟສະແດງໃຫ້ເຫັນແຮງທົດລອງທີ່ໄດ້ຮັບໃນໄລຍະສອງຮອບວຽນ, (ຄ, ງ) ສະແດງຕົວຢ່າງເອກະລາດສອງຢ່າງຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕົວກະຕຸ້ນແຂນທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນຕົວປ່ຽນແຮງ ​​piezoelectric PACEline CFT/5kN, (ຂ) ກຣາຟສະແດງໃຫ້ເຫັນອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງສາຍ SMA ທັງໝົດໃນລະຫວ່າງເວລາສອງຮອບວຽນ, (ຈ) ສະແດງພາບຖ່າຍອຸນຫະພູມທີ່ຖ່າຍຈາກສາຍ SMA ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບຊອບແວ FLIR ResearchIR LWIR. ພາລາມິເຕີທາງເລຂາຄະນິດທີ່ນຳມາພິຈາລະນາໃນການທົດລອງແມ່ນໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງທີໜຶ່ງ.
ຜົນການຈຳລອງຂອງແບບຈຳລອງທາງຄະນິດສາດ ແລະ ຜົນການທົດລອງໄດ້ຖືກປຽບທຽບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5. ອີງຕາມຜົນຂອງການວິເຄາະພາລາມິເຕີ ແລະ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງຄວາມຮ້ອນເກີນຂອງສາຍ SMA, ພະລັງງານ 11.2 W ໄດ້ຖືກສະໜອງໃຫ້ກັບຕົວກະຕຸ້ນ. ແຫຼ່ງພະລັງງານ DC ທີ່ສາມາດຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະໜອງ 7V ເປັນແຮງດັນຂາເຂົ້າ, ແລະ ກະແສໄຟຟ້າ 1.6A ໄດ້ຖືກວັດແທກຜ່ານສາຍ. ແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວຂັບເຄື່ອນ ແລະ ອຸນຫະພູມຂອງ SDR ຈະເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອກະແສໄຟຟ້າຖືກນໍາໃຊ້. ດ້ວຍແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V, ແຮງອອກສູງສຸດທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຜົນການຈຳລອງ ແລະ ຜົນການທົດລອງຂອງຮອບວຽນທໍາອິດແມ່ນ 78 N ແລະ 96 N ຕາມລໍາດັບ. ໃນຮອບວຽນທີສອງ, ແຮງອອກສູງສຸດຂອງການຈຳລອງ ແລະ ຜົນການທົດລອງແມ່ນ 150 N ແລະ 105 N ຕາມລໍາດັບ. ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງການວັດແທກແຮງອຸດຕັນ ແລະ ຂໍ້ມູນການທົດລອງອາດຈະເປັນຍ້ອນວິທີການທີ່ໃຊ້ເພື່ອວັດແທກແຮງອຸດຕັນ. ຜົນການທົດລອງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ. 5a ສອດຄ່ອງກັບການວັດແທກແຮງລັອກ, ເຊິ່ງໃນທາງກັບກັນໄດ້ຖືກວັດແທກເມື່ອເພົາຂັບສຳຜັດກັບຕົວປ່ຽນແຮງ ​​piezoelectric PACEline CFT/5kN, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2s. ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອເພົາຂັບບໍ່ໄດ້ສຳຜັດກັບເຊັນເຊີແຮງຢູ່ຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງເຂດເຮັດຄວາມເຢັນ, ແຮງຈະກາຍເປັນສູນທັນທີ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2d. ນອກຈາກນັ້ນ, ພາລາມິເຕີອື່ນໆທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສ້າງແຮງໃນຮອບວຽນຕໍ່ມາແມ່ນຄ່າຂອງເວລາເຮັດຄວາມເຢັນ ແລະ ສຳປະສິດຂອງການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນແບບພາຄວາມຮ້ອນໃນຮອບວຽນກ່ອນໜ້ານີ້. ຈາກຮູບທີ 2b, ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຫຼັງຈາກໄລຍະເວລາເຮັດຄວາມເຢັນ 15 ວິນາທີ, ສາຍ SMA ບໍ່ໄດ້ຮອດອຸນຫະພູມຫ້ອງ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນສູງກວ່າ (\(40\,^{\circ}\hbox {C}\)) ໃນຮອບວຽນຂັບຄັ້ງທີສອງເມື່ອທຽບກັບຮອບວຽນທຳອິດ (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)). ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບຮອບວຽນທຳອິດ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໃນລະຫວ່າງຮອບວຽນຄວາມຮ້ອນຄັ້ງທີສອງຈະບັນລຸອຸນຫະພູມ austenite ເບື້ອງຕົ້ນ (\(A_s\)) ກ່ອນໜ້ານີ້ ແລະ ຢູ່ໃນໄລຍະການປ່ຽນແປງດົນກວ່າ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນ ແລະ ແຮງ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມໃນລະຫວ່າງຮອບວຽນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມເຢັນທີ່ໄດ້ມາຈາກການທົດລອງ ແລະ ການຈຳລອງມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນດ້ານຄຸນນະພາບສູງກັບຕົວຢ່າງຈາກການວິເຄາະທາງເທີໂມກຣາຟິກ. ການວິເຄາະປຽບທຽບຂໍ້ມູນຄວາມຮ້ອນຂອງສາຍ SMA ຈາກການທົດລອງ ແລະ ການຈຳລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສອດຄ່ອງໃນລະຫວ່າງຮອບວຽນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມເຢັນ ແລະ ຢູ່ໃນຄວາມທົນທານທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສຳລັບຂໍ້ມູນການທົດລອງ. ອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງສາຍ SMA, ທີ່ໄດ້ມາຈາກຜົນຂອງການຈຳລອງ ແລະ ການທົດລອງຂອງຮອບວຽນທຳອິດ, ແມ່ນ \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ແລະ \(75\,^{\circ }\hbox { C}\, ຕາມລຳດັບ ), ແລະ ໃນຮອບວຽນທີສອງ ອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງສາຍ SMA ແມ່ນ \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) ແລະ \(83\,^{\circ }\ hbox {C}\). ຮູບແບບທີ່ພັດທະນາໂດຍພື້ນຖານຢືນຢັນຜົນກະທົບຂອງຜົນກະທົບຂອງຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ. ບົດບາດຂອງຄວາມອິດເມື່ອຍ ແລະ ຄວາມຮ້ອນເກີນໄປບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາໃນການທົບທວນນີ້. ໃນອະນາຄົດ, ຮູບແບບດັ່ງກ່າວຈະຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນເພື່ອລວມເອົາປະຫວັດຄວາມກົດດັນຂອງສາຍ SMA, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມກັບການນຳໃຊ້ດ້ານວິສະວະກຳຫຼາຍຂຶ້ນ. ແຮງດັນຜົນຜະລິດຂອງໄດຣຟ໌ ແລະ ແຜນວາດອຸນຫະພູມ SMA ທີ່ໄດ້ມາຈາກບລັອກ Simulink ແມ່ນຢູ່ພາຍໃນຄວາມທົນທານທີ່ອະນຸຍາດຂອງຂໍ້ມູນການທົດລອງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງກຳມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7 V. ສິ່ງນີ້ຢືນຢັນຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງຮູບແບບຄະນິດສາດທີ່ພັດທະນາແລ້ວ.
ຮູບແບບຄະນິດສາດໄດ້ຖືກພັດທະນາໃນສະພາບແວດລ້ອມ MathWorks Simulink R2020b ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນພື້ນຖານທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນພາກວິທີການ. ໃນຮູບທີ 3b ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດຕັນຂອງຮູບແບບຄະນິດສາດ Simulink. ຮູບແບບດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກຈຳລອງສຳລັບກຳມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2a, b. ຄ່າຂອງພາລາມິເຕີທີ່ໃຊ້ໃນການຈຳລອງແມ່ນລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງທີ 1. ຜົນຂອງການຈຳລອງຂະບວນການຊົ່ວຄາວແມ່ນນຳສະເໜີຢູ່ໃນຮູບທີ 1 ແລະ 1. ຮູບທີ 3a ແລະ 4. ໃນຮູບທີ 4a,b ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ກະຕຸ້ນໃນສາຍ SMA ແລະແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວກະຕຸ້ນເປັນໜ້າທີ່ຂອງເວລາ. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ), ເມື່ອອຸນຫະພູມສາຍ SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງໄລຍະ austenite ທີ່ຖືກດັດແປງດ້ວຍຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\dot{\xi}\)) ຈະເປັນສູນ. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ), ເມື່ອອຸນຫະພູມສາຍ SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງໄລຍະ austenite ທີ່ຖືກດັດແປງດ້ວຍຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\dot{\ xi}\)) ຈະເປັນສູນ. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (температлура на температлура на модифицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\xi }\)) будет равюно. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ), ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງ austenite ທີ່ດັດແປງດ້ວຍຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\dot{\ xi}\)) ຈະເປັນສູນ.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（\(\dot\xi度 }\))在反向转变（加热）中，当当线温度\(ທ. При обратном превращении (нагреве) при температуре проволоки СПФ \(T< A_s^{\prime}\) (температура заронисния поправкой на напряжение) скорость изменения объемной доли мартенсита (\( \dot{\xi }\)) будет равно нулю. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ) ທີ່ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມຂອງການສ້າງນິວເຄຼຍສຂອງໄລຍະ austenite, ແກ້ໄຂສຳລັບຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງໃນສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite (\( \dot{\ xi}\)) ຈະເທົ່າກັບສູນ.ດັ່ງນັ້ນ, ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (\(\dot{\sigma}\)) ຈະຂຶ້ນກັບອັດຕາຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (\(\dot{\epsilon}\)) ແລະ ຄວາມຜັນປ່ຽນຂອງອຸນຫະພູມ (\(\dot{T} \)) ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ (1). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອສາຍ SMA ເພີ່ມຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມ ແລະ ຕັດຜ່ານ (\(A_s^{\prime}\)), ໄລຍະ austenite ເລີ່ມສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ແລະ (\(\dot{\xi}\)) ຖືກນຳມາເປັນຄ່າທີ່ກຳນົດໃຫ້ຂອງສົມຜົນ (3). ດັ່ງນັ້ນ, ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງແຮງດັນ (\(\dot{\sigma}\)) ຖືກຄວບຄຸມຮ່ວມກັນໂດຍ \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) ແລະ \(\dot{\xi}\) ເທົ່າກັບທີ່ກຳນົດໄວ້ໃນສູດ (1). ນີ້ອະທິບາຍການປ່ຽນແປງຄວາມຜັນປ່ຽນທີ່ສັງເກດເຫັນໃນແຜນທີ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ແຮງທີ່ປ່ຽນແປງຕາມເວລາໃນລະຫວ່າງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4a, b.
(ກ) ຜົນການຈຳລອງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມ ແລະ ອຸນຫະພູມຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເກີດຈາກຄວາມກົດດັນໃນຕົວກະຕຸ້ນ divalerate ທີ່ອີງໃສ່ SMA. ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍໄຟຂ້າມອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ austenite ໃນຂັ້ນຕອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ austenite ທີ່ຖືກດັດແປງຈະເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ ໃນທຳນອງດຽວກັນ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງເຫຼັກລວດຂ້າມອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ martensitic ໃນຂັ້ນຕອນການເຮັດໃຫ້ເຢັນ, ອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ martensitic ຫຼຸດລົງ. SMA ສຳລັບການສ້າງແບບຈຳລອງການວິເຄາະຂອງຂະບວນການກະຕຸ້ນ. (ສຳລັບມຸມມອງລະອຽດຂອງແຕ່ລະລະບົບຍ່ອຍຂອງແບບຈຳລອງ Simulink, ເບິ່ງພາກສ່ວນພາກຜະນວກຂອງເອກະສານເສີມ.)
ຜົນຂອງການວິເຄາະສຳລັບການແຈກຢາຍພາລາມິເຕີທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນສຳລັບສອງຮອບວຽນຂອງແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V (ຮອບວຽນອຸ່ນເຄື່ອງ 10 ວິນາທີ ແລະ ຮອບວຽນເຢັນລົງ 15 ວິນາທີ). ໃນຂະນະທີ່ (ac) ແລະ (e) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍຕາມເວລາ, ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, (d) ແລະ (f) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍດ້ວຍອຸນຫະພູມ. ສຳລັບເງື່ອນໄຂຂາເຂົ້າທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ຄວາມກົດດັນສູງສຸດທີ່ສັງເກດເຫັນແມ່ນ 106 MPa (ໜ້ອຍກວ່າ 345 MPa, ຄວາມແຮງຂອງສາຍ), ແຮງແມ່ນ 150 N, ການຍ້າຍສູງສຸດແມ່ນ 270 µm, ແລະ ສ່ວນປະລິມານຕໍ່າສຸດຂອງ martensitic ແມ່ນ 0.91. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ທີ່ມີອຸນຫະພູມແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບລັກສະນະ hysteresis.
ຄຳອະທິບາຍດຽວກັນນີ້ໃຊ້ໄດ້ກັບການຫັນປ່ຽນໂດຍກົງ (ການເຮັດໃຫ້ເຢັນ) ຈາກໄລຍະ austenite ໄປສູ່ໄລຍະ martensite, ບ່ອນທີ່ອຸນຫະພູມສາຍ SMA (T) ແລະອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍຂອງໄລຍະ martensite ທີ່ຖືກດັດແປງດ້ວຍຄວາມກົດດັນ (\(M_f^{\prime}\ )) ແມ່ນດີເລີດ. ໃນຮູບທີ 4d, f ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນທີ່ເກີດຈາກ (\(\sigma\)) ແລະສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite (\(\xi\)) ໃນສາຍ SMA ເປັນໜ້າທີ່ຂອງການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (T), ສຳລັບທັງສອງຮອບວຽນການຂັບເຄື່ອນ. ໃນຮູບທີ 3a ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຕາມເວລາຂຶ້ນກັບກຳມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ. ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກຮູບ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍການສະໜອງແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນທີ່ແຮງດັນສູນ ແລະ ການເຮັດໃຫ້ເຢັນແບບພາຄວາມຮ້ອນຕໍ່ມາ. ໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ການປ່ຽນຮູບແບບຄືນໃໝ່ຂອງ martensite ໄປເປັນ austenite ເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (T) ຂ້າມອຸນຫະພູມການສ້າງນິວເຄຼຍຂອງ austenite ທີ່ຖືກແກ້ໄຂດ້ວຍຄວາມກົດດັນ (\(A_s^{\prime}\)). ໃນລະຫວ່າງໄລຍະນີ້, ສາຍ SMA ຈະຖືກບີບອັດ ແລະ ຕົວກະຕຸ້ນສ້າງແຮງ. ນອກຈາກນີ້, ໃນລະຫວ່າງການເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (T) ຂ້າມອຸນຫະພູມການສ້າງນິວເຄຼຍຂອງໄລຍະ martensite ທີ່ຖືກດັດແປງດ້ວຍຄວາມກົດດັນ (\(M_s^{\prime}\)) ມີການຫັນປ່ຽນໃນທາງບວກຈາກໄລຍະ austenite ໄປສູ່ໄລຍະ martensite. ແຮງຂັບເຄື່ອນຫຼຸດລົງ.
ລັກສະນະດ້ານຄຸນນະພາບຫຼັກຂອງການຂັບເຄື່ອນແບບ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກຜົນການຈຳລອງ. ໃນກໍລະນີຂອງການປ້ອນຂໍ້ມູນກຳມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule. ຄ່າເບື້ອງຕົ້ນຂອງສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\xi\)) ຖືກຕັ້ງໄວ້ທີ່ 1, ເນື່ອງຈາກວັດສະດຸໃນເບື້ອງຕົ້ນຢູ່ໃນໄລຍະ martensitic ເຕັມທີ່. ເມື່ອສາຍສືບຕໍ່ຮ້ອນຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຈະເກີນອຸນຫະພູມການເກີດນິວເຄຼຍ austenite ທີ່ຖືກແກ້ໄຂດ້ວຍຄວາມກົດດັນ \(A_s^{\prime}\), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສ່ວນປະລິມານ martensite ຫຼຸດລົງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4c. ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນຮູບທີ 4e ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍຂອງຈັງຫວະຂອງຕົວກະຕຸ້ນໃນເວລາ, ແລະໃນຮູບທີ 5 - ແຮງຂັບເຄື່ອນເປັນໜ້າທີ່ຂອງເວລາ. ລະບົບສົມຜົນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງປະກອບມີອຸນຫະພູມ, ສ່ວນປະລິມານ martensite, ແລະຄວາມກົດດັນທີ່ພັດທະນາໃນສາຍ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາຍ SMA ຫົດຕົວ ແລະແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວກະຕຸ້ນ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5. 4d,f, ການປ່ຽນແປງແຮງດັນໄຟຟ້າກັບອຸນຫະພູມ ແລະ ການປ່ຽນແປງສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ກັບອຸນຫະພູມ ສອດຄ່ອງກັບລັກສະນະ hysteresis ຂອງ SMA ໃນກໍລະນີທີ່ຈຳລອງຢູ່ທີ່ 7 V.
ການປຽບທຽບພາລາມິເຕີການຂັບເຄື່ອນໄດ້ຮັບຜ່ານການທົດລອງ ແລະ ການຄິດໄລ່ວິເຄາະ. ສາຍໄຟໄດ້ຖືກຮັບແຮງດັນໄຟຟ້າປ້ອນເຂົ້າແບບກະພິບ 7 V ເປັນເວລາ 10 ວິນາທີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງເປັນເວລາ 15 ວິນາທີ (ໄລຍະເຮັດໃຫ້ເຢັນ) ໃນສອງຮອບວຽນ. ມຸມ pinnate ຖືກຕັ້ງໄວ້ທີ່ \(40^{\circ}\) ແລະ ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA ໃນແຕ່ລະຂາ pin ດຽວຖືກຕັ້ງໄວ້ທີ່ 83 ມມ. (ກ) ການວັດແທກແຮງຂັບເຄື່ອນດ້ວຍເຊວໂຫຼດ (ຂ) ການຕິດຕາມອຸນຫະພູມສາຍໄຟດ້ວຍກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນອິນຟາເຣດ.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈອິດທິພົນຂອງພາລາມິເຕີທາງກາຍະພາບຕໍ່ແຮງທີ່ຜະລິດໂດຍຕົວຂັບເຄື່ອນ, ການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງແບບຈຳລອງທາງຄະນິດສາດຕໍ່ພາລາມິເຕີທາງກາຍະພາບທີ່ເລືອກໄດ້ຖືກປະຕິບັດ, ແລະພາລາມິເຕີໄດ້ຖືກຈັດອັນດັບຕາມອິດທິພົນຂອງມັນ. ທຳອິດ, ການເກັບຕົວຢ່າງຂອງພາລາມິເຕີແບບຈຳລອງໄດ້ຖືກເຮັດໂດຍໃຊ້ຫຼັກການອອກແບບການທົດລອງທີ່ປະຕິບັດຕາມການແຈກຢາຍແບບສະໝໍ່າສະເໝີ (ເບິ່ງພາກເສີມກ່ຽວກັບການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວ). ໃນກໍລະນີນີ້, ພາລາມິເຕີແບບຈຳລອງປະກອບມີແຮງດັນຂາເຂົ້າ (\(V_{in}\)), ຄວາມຍາວສາຍ SMA ເບື້ອງຕົ້ນ (\(l_0\)), ມຸມສາມຫຼ່ຽມ (\(\alpha\)), ຄ່າຄົງທີ່ຂອງສະປິງອະຄະຕິ (\(K_x\)), ສຳປະສິດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນແບບພາຄວາມຮ້ອນ (\(h_T\)) ແລະ ຈຳນວນກິ່ງງ່າແບບ unimodal (n). ໃນຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປ, ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນສູງສຸດໄດ້ຖືກເລືອກເປັນຄວາມຕ້ອງການການອອກແບບການສຶກສາ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງພາລາມິເຕີຂອງແຕ່ລະຊຸດຂອງຕົວແປຕໍ່ຄວາມແຂງແຮງໄດ້ຮັບ. ຕາຕະລາງທໍນາໂດສຳລັບການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວໄດ້ມາຈາກສຳປະສິດສະຫະສຳພັນສຳລັບແຕ່ລະພາລາມິເຕີ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 6a.
(ກ) ຄ່າສຳປະສິດສະຫະສຳພັນຂອງພາລາມິເຕີແບບຈຳລອງ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ແຮງຜົນຜະລິດສູງສຸດຂອງ 2500 ກຸ່ມທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງພາລາມິເຕີແບບຈຳລອງຂ້າງເທິງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນແຜນວາດທໍນາໂດ. ກຣາຟສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຫະສຳພັນອັນດັບຂອງຕົວຊີ້ວັດຫຼາຍຢ່າງ. ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນວ່າ \(V_{in}\) ແມ່ນພາລາມິເຕີດຽວທີ່ມີສະຫະສຳພັນທາງບວກ, ແລະ \(l_0\) ແມ່ນພາລາມິເຕີທີ່ມີສະຫະສຳພັນທາງລົບສູງສຸດ. ຜົນກະທົບຂອງພາລາມິເຕີຕ່າງໆໃນການປະສົມປະສານຕ່າງໆຕໍ່ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນສູງສຸດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນ (ຂ, ຄ). \(K_x\) ມີຕັ້ງແຕ່ 400 ຫາ 800 N/m ແລະ n ມີຕັ້ງແຕ່ 4 ຫາ 24. ແຮງດັນ (\(V_{in}\)) ປ່ຽນຈາກ 4V ເປັນ 10V, ຄວາມຍາວຂອງສາຍ (\(l_{0} \)) ປ່ຽນຈາກ 40 ຫາ 100 ມມ, ແລະ ມຸມຫາງ (\ (\alpha \)) ປ່ຽນແປງຈາກ \ (20 – 60 \, ^ {\circ}\).
ໃນຮູບທີ 6a ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕາຕະລາງທໍນາໂດຂອງສຳປະສິດສະຫະສຳພັນຕ່າງໆສຳລັບແຕ່ລະພາລາມິເຕີທີ່ມີຂໍ້ກຳນົດການອອກແບບແຮງຂັບເຄື່ອນສູງສຸດ. ຈາກຮູບທີ 6a ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າພາລາມິເຕີແຮງດັນ (\(V_{in}\)) ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບແຮງຜົນຜະລິດສູງສຸດ, ແລະສຳປະສິດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນແບບພາຄວາມຮ້ອນ (\(h_T\)), ມຸມແປວໄຟ (\( \alpha\)), ຄ່າຄົງທີ່ຂອງສະປິງການຍ້າຍ (\(K_x\)) ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງທາງລົບກັບແຮງຜົນຜະລິດ ແລະ ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນ (\(l_0\)) ຂອງສາຍ SMA, ແລະ ຈຳນວນກິ່ງງ່າແບບ unimodal (n) ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຫະສຳພັນແບບປີ້ນກັບທີ່ເຂັ້ມແຂງ ໃນກໍລະນີຂອງສະຫະສຳພັນໂດຍກົງ ໃນກໍລະນີທີ່ມີຄ່າສູງກວ່າຂອງສຳປະສິດສະຫະສຳພັນແຮງດັນ (\(V_ {in}\)) ຊີ້ບອກວ່າພາລາມິເຕີນີ້ມີຜົນກະທົບຫຼາຍທີ່ສຸດຕໍ່ພະລັງງານຜົນຜະລິດ. ການວິເຄາະທີ່ຄ້າຍຄືກັນອີກອັນໜຶ່ງວັດແທກແຮງສູງສຸດໂດຍການປະເມີນຜົນກະທົບຂອງພາລາມິເຕີທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການປະສົມປະສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສອງຊ່ອງຄິດໄລ່, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 6b, c. \(V_{in}\) ແລະ \(l_0\), \(\alpha\) ແລະ \(l_0\) ມີຮູບແບບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແລະກຣາຟສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ \(V_{in}\) ແລະ \(\alpha\) ແລະ \(\alpha\) ມີຮູບແບບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ຄ່າທີ່ນ້ອຍກວ່າຂອງ \(l_0\) ເຮັດໃຫ້ມີແຮງສູງສຸດສູງຂຶ້ນ. ສອງຕາຕະລາງອື່ນໆແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຮູບທີ 6a, ບ່ອນທີ່ n ແລະ \(K_x\) ມີຄວາມສຳພັນທາງລົບ ແລະ \(V_{in}\) ມີຄວາມສຳພັນທາງບວກ. ການວິເຄາະນີ້ຊ່ວຍໃນການກຳນົດ ແລະ ປັບຕົວກຳນົດທີ່ມີອິດທິພົນທີ່ແຮງສົ່ງອອກ, ຈັງຫວະ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຂັບເຄື່ອນສາມາດປັບຕົວເຂົ້າກັບຄວາມຕ້ອງການ ແລະ ການນຳໃຊ້.
ວຽກງານຄົ້ນຄວ້າໃນປະຈຸບັນແນະນຳ ແລະ ສືບສວນການຂັບເຄື່ອນແບບລຳດັບຊັ້ນດ້ວຍລະດັບ N. ໃນລຳດັບຊັ້ນສອງລະດັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 7a, ບ່ອນທີ່ແທນທີ່ຈະເປັນສາຍ SMA ແຕ່ລະເສັ້ນຂອງຕົວກະຕຸ້ນລະດັບທຳອິດ, ການຈັດລຽງແບບສອງໂມເດວແມ່ນບັນລຸໄດ້, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9e. ໃນຮູບທີ 7c ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາຍ SMA ຖືກພັນອ້ອມແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ (ແຂນຊ່ວຍ) ທີ່ເຄື່ອນທີ່ພຽງແຕ່ໃນທິດທາງຕາມລວງຍາວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຂັ້ນຕົ້ນຍັງສືບຕໍ່ເຄື່ອນຍ້າຍໃນລັກສະນະດຽວກັນກັບແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຂອງຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍຂັ້ນຕົ້ນຂັ້ນທຳອິດ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ການຂັບເຄື່ອນຂັ້ນ N ແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍການທົດແທນສາຍ SMA ຂັ້ນ \(N-1\) ດ້ວຍຕົວຂັບເຄື່ອນຂັ້ນທຳອິດ. ດັ່ງນັ້ນ, ແຕ່ລະສາຂາຈະຮຽນແບບການຂັບເຄື່ອນຂັ້ນທຳອິດ, ຍົກເວັ້ນສາຂາທີ່ຖືສາຍເອງ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ໂຄງສ້າງທີ່ຊ້ອນກັນສາມາດສ້າງແຮງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແຮງຂອງຕົວຂັບເຄື່ອນຂັ້ນຕົ້ນຫຼາຍເທົ່າ. ໃນການສຶກສານີ້, ສຳລັບແຕ່ລະລະດັບ, ຄວາມຍາວສາຍ SMA ທີ່ມີປະສິດທິພາບທັງໝົດ 1 ແມັດໄດ້ຖືກພິຈາລະນາ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບແບບຕາຕະລາງໃນຮູບທີ 7d. ກະແສໄຟຟ້າຜ່ານແຕ່ລະສາຍໃນແຕ່ລະການອອກແບບແບບ unimodal ແລະ ແຮງດັນທີ່ໄດ້ຮັບໃນແຕ່ລະສ່ວນຂອງສາຍ SMA ແມ່ນຄືກັນໃນແຕ່ລະລະດັບ. ອີງຕາມຮູບແບບການວິເຄາະຂອງພວກເຮົາ, ແຮງດັນຜົນຜະລິດມີຄວາມສຳພັນທາງບວກກັບລະດັບ, ໃນຂະນະທີ່ການຍົກຍ້າຍມີຄວາມສຳພັນທາງລົບ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມີການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງການຍົກຍ້າຍ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນ. ດັ່ງທີ່ເຫັນໃນຮູບທີ 7b, ໃນຂະນະທີ່ແຮງສູງສຸດບັນລຸໄດ້ໃນຈຳນວນຊັ້ນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ, ການຍົກຍ້າຍທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຊັ້ນຕໍ່າສຸດ. ເມື່ອລະດັບລຳດັບຊັ້ນຖືກຕັ້ງເປັນ \(N=5\), ແຮງກ້າມຊີ້ນສູງສຸດ 2.58 kN ໄດ້ຖືກພົບເຫັນດ້ວຍ 2 ຈັງຫວະທີ່ສັງເກດເຫັນ \(\upmu\)m. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການຂັບເຄື່ອນຂັ້ນຕອນທຳອິດສ້າງແຮງ 150 N ທີ່ຈັງຫວະ 277 \(\upmu\)m. ຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍລະດັບສາມາດລອກລຽນກ້າມຊີ້ນທາງຊີວະພາບທີ່ແທ້ຈິງ, ບ່ອນທີ່ກ້າມຊີ້ນທຽມທີ່ອີງໃສ່ໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງສາມາດສ້າງແຮງທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍດ້ວຍການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຊັດເຈນ ແລະ ລະອຽດກວ່າ. ຂໍ້ຈຳກັດຂອງການອອກແບບຂະໜາດນ້ອຍນີ້ແມ່ນວ່າ ເມື່ອລະບົບຊັ້ນເພີ່ມຂຶ້ນ, ການເຄື່ອນໄຫວຈະຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ຄວາມສັບສົນຂອງຂະບວນການຜະລິດໄດຣຟ໌ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ.
(ກ) ລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງສອງຊັ້ນ (\(N=2\)) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າ bimodal. ຮູບແບບທີ່ສະເໜີແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການທົດແທນສາຍ SMA ໃນຕົວກະຕຸ້ນຊັ້ນທຳອິດດ້ວຍຕົວກະຕຸ້ນຊັ້ນດຽວອີກຊັ້ນໜຶ່ງ. (ຄ) ການຕັ້ງຄ່າທີ່ຜິດຮູບຂອງຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍຊັ້ນທີສອງ. (ຂ) ການແຈກຢາຍຂອງແຮງ ແລະ ການຍ້າຍທີ່ຂຶ້ນກັບຈຳນວນລະດັບໄດ້ຖືກອະທິບາຍ. ໄດ້ພົບເຫັນວ່າແຮງສູງສຸດຂອງຕົວກະຕຸ້ນມີຄວາມສຳພັນທາງບວກກັບລະດັບຂະໜາດໃນກຣາຟ, ໃນຂະນະທີ່ການເຄື່ອນທີ່ມີຄວາມສຳພັນທາງລົບກັບລະດັບຂະໜາດ. ກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ແຮງດັນກ່ອນໃນແຕ່ລະສາຍຍັງຄົງທີ່ໃນທຸກລະດັບ. (ງ) ຕາຕະລາງສະແດງຈຳນວນກ໊ອກ ແລະ ຄວາມຍາວຂອງສາຍ SMA (ເສັ້ນໄຍ) ໃນແຕ່ລະລະດັບ. ລັກສະນະຂອງສາຍຖືກຊີ້ບອກໂດຍດັດຊະນີ 1, ແລະ ຈຳນວນສາຂາທີສອງ (ໜຶ່ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂາຫຼັກ) ຖືກຊີ້ບອກໂດຍຕົວເລກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນຕົວຫຍໍ້. ຕົວຢ່າງ, ໃນລະດັບ 5, \(n_1\) ໝາຍເຖິງຈຳນວນສາຍ SMA ທີ່ມີຢູ່ໃນແຕ່ລະໂຄງສ້າງ bimodal, ແລະ \(n_5\) ໝາຍເຖິງຈຳນວນຂາຊ່ວຍ (ຂາໜຶ່ງເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂາຫຼັກ).
ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍຄົນໄດ້ສະເໜີວິທີການຕ່າງໆເພື່ອສ້າງແບບຈຳລອງພຶດຕິກຳຂອງ SMAs ດ້ວຍໜ່ວຍຄວາມຈຳຮູບຮ່າງ, ເຊິ່ງຂຶ້ນກັບຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນກົນຈັກທີ່ມາພ້ອມກັບການປ່ຽນແປງມະຫາພາກໃນໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະ. ການສ້າງແບບຈຳລອງວິທີການທີ່ເປັນເອກະພາບແມ່ນມີຄວາມສັບສົນໂດຍທຳມະຊາດ. ແບບຈຳລອງປະກົດການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນສະເໜີໂດຍ Tanaka28 ແລະຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການນຳໃຊ້ດ້ານວິສະວະກຳ. ແບບຈຳລອງປະກົດການທີ່ສະເໜີໂດຍ Tanaka [28] ສົມມຸດວ່າສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ແມ່ນຟັງຊັນເອັກໂປເນນຊຽລຂອງອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນ. ຕໍ່ມາ, Liang ແລະ Rogers29 ແລະ Brinson30 ໄດ້ສະເໜີແບບຈຳລອງທີ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງການຫັນປ່ຽນໄລຍະຖືກສົມມຸດວ່າເປັນຟັງຊັນໂຄໄຊນ໌ຂອງແຮງດັນ ແລະ ອຸນຫະພູມ, ໂດຍມີການດັດແປງເລັກນ້ອຍຕໍ່ແບບຈຳລອງ. Becker ແລະ Brinson ໄດ້ສະເໜີແບບຈຳລອງ kinetic ທີ່ອີງໃສ່ແຜນວາດໄລຍະເພື່ອສ້າງແບບຈຳລອງພຶດຕິກຳຂອງວັດສະດຸ SMA ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບ ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຫັນປ່ຽນບາງສ່ວນ. Banerjee32 ໃຊ້ວິທີການເຄື່ອນໄຫວແຜນວາດໄລຍະ Bekker ແລະ Brinson31 ເພື່ອຈຳລອງຕົວຈັດການລະດັບອິດສະລະພາບດຽວທີ່ພັດທະນາໂດຍ Elahinia ແລະ Ahmadian33. ວິທີການທາງການເຄື່ອນໄຫວໂດຍອີງໃສ່ແຜນວາດໄລຍະ, ເຊິ່ງຄຳນຶງເຖິງການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ແມ່ນໂມໂນໂທນິກໃນແຮງດັນກັບອຸນຫະພູມ, ແມ່ນຍາກທີ່ຈະຈັດຕັ້ງປະຕິບັດໃນການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳ. Elakhinia ແລະ Ahmadian ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຕໍ່ຂໍ້ບົກຜ່ອງເຫຼົ່ານີ້ຂອງຮູບແບບປະກົດການທີ່ມີຢູ່ ແລະ ສະເໜີຮູບແບບປະກົດການທີ່ຂະຫຍາຍອອກໄປເພື່ອວິເຄາະ ແລະ ກຳນົດພຶດຕິກຳຄວາມຈຳຮູບຮ່າງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ສັບສົນໃດໆ.
ຮູບແບບໂຄງສ້າງຂອງສາຍ SMA ໃຫ້ຄວາມກົດດັນ (\(\sigma\)), ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (\(\epsilon\)), ອຸນຫະພູມ (T), ແລະສ່ວນປະກອບປະລິມານ martensite (\(\xi\)) ຂອງສາຍ SMA. ຮູບແບບການປະກອບປະກົດການໄດ້ຖືກສະເໜີຄັ້ງທຳອິດໂດຍ Tanaka28 ແລະຕໍ່ມາໄດ້ຮັບຮອງເອົາໂດຍ Liang29 ແລະ Brinson30. ອະນຸພັນຂອງສົມຜົນມີຮູບແບບ:
ບ່ອນທີ່ E ແມ່ນໂມດູນ SMA Young ທີ່ຂຶ້ນກັບໄລຍະທີ່ໄດ້ມາໂດຍໃຊ້ \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) ແລະ \(E_A\) ແລະ \(E_M\) ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນຂອງໂມດູນຂອງ Young ແມ່ນໄລຍະ austenitic ແລະ martensitic ຕາມລໍາດັບ, ແລະສໍາປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນແມ່ນເປັນຕົວແທນໂດຍ \(\theta _T\). ປັດໄຈປະກອບສ່ວນຂອງການຫັນປ່ຽນໄລຍະແມ່ນ \(\Omega = -E \epsilon _L\) ແລະ \(\epsilon _L\) ແມ່ນຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງສຸດທີ່ສາມາດກູ້ຄືນໄດ້ໃນສາຍ SMA.
ສົມຜົນໄດນາມິກຂອງເຟສສອດຄ່ອງກັບຟັງຊັນໂຄໄຊນ໌ທີ່ພັດທະນາໂດຍ Liang29 ແລະຕໍ່ມາໄດ້ຮັບຮອງເອົາໂດຍ Brinson30 ແທນຟັງຊັນເອັກໂປເນນຊຽລທີ່ສະເໜີໂດຍ Tanaka28. ຮູບແບບການຫັນປ່ຽນເຟສແມ່ນການຂະຫຍາຍຂອງຮູບແບບທີ່ສະເໜີໂດຍ Elakhinia ແລະ Ahmadian34 ແລະດັດແປງໂດຍອີງໃສ່ເງື່ອນໄຂການຫັນປ່ຽນເຟສທີ່ກຳນົດໂດຍ Liang29 ແລະ Brinson30. ເງື່ອນໄຂທີ່ໃຊ້ສຳລັບຮູບແບບການຫັນປ່ຽນເຟສນີ້ແມ່ນຖືກຕ້ອງພາຍໃຕ້ການໂຫຼດທາງຄວາມຮ້ອນກົນຈັກທີ່ສັບສົນ. ໃນແຕ່ລະຊ່ວງເວລາ, ຄ່າຂອງສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ຈະຖືກຄິດໄລ່ເມື່ອສ້າງແບບຈຳລອງສົມຜົນ.
ສົມຜົນການປ່ຽນຮູບແບບຄືນໃໝ່ທີ່ຄວບຄຸມ, ສະແດງອອກໂດຍການປ່ຽນ martensite ໄປເປັນ austenite ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມຮ້ອນ, ມີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(\xi\) ແມ່ນສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite, \(\xi _M\) ແມ່ນສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ທີ່ໄດ້ຮັບກ່ອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) ແລະ \(C_A\) – ພາລາມິເຕີການປະມານເສັ້ນໂຄ້ງ, ອຸນຫະພູມສາຍ T – SMA, \(A_s\) ແລະ \(A_f\) – ຈຸດເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ຈຸດສິ້ນສຸດຂອງໄລຍະ austenite, ຕາມລຳດັບ, ອຸນຫະພູມ.
ສົມຜົນການຄວບຄຸມການຫັນປ່ຽນໂດຍກົງ, ເຊິ່ງສະແດງໂດຍການຫັນປ່ຽນໄລຍະຂອງ austenite ໄປເປັນ martensite ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການເຮັດຄວາມເຢັນ, ແມ່ນ:
ບ່ອນທີ່ \(\xi _A\) ແມ່ນສ່ວນປະລິມານຂອງ martensite ທີ່ໄດ້ຮັບກ່ອນການເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງ, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) ແລະ \ (C_M\) – ພາລາມິເຕີທີ່ເໝາະສົມກັບເສັ້ນໂຄ້ງ, ອຸນຫະພູມສາຍ T – SMA, \(M_s\) ແລະ \(M_f\) – ອຸນຫະພູມ martensite ເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ສຸດທ້າຍ, ຕາມລຳດັບ.
ຫຼັງຈາກແຍກສົມຜົນ (3) ແລະ (4) ແລ້ວ, ສົມຜົນການຫັນປ່ຽນແບບກົງກັນຂ້າມ ແລະ ສົມຜົນການຫັນປ່ຽນໂດຍກົງຈະຖືກເຮັດໃຫ້ງ່າຍຂຶ້ນໃນຮູບແບບຕໍ່ໄປນີ້:
ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນໄປໜ້າ ແລະ ກັບຫຼັງ \(\eta _{\sigma}\) ແລະ \(\eta _{T}\) ມີຄ່າທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສົມຜົນພື້ນຖານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ \(\eta _{\sigma}\) ແລະ \(\eta _{T}\) ໄດ້ຖືກນຳມາ ແລະ ປຶກສາຫາລືຢ່າງລະອຽດໃນພາກເພີ່ມເຕີມ.
ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແມ່ນມາຈາກຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule. ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ດູດຊຶມ ຫຼື ປ່ອຍອອກມາໂດຍສາຍ SMA ແມ່ນສະແດງໂດຍຄວາມຮ້ອນແຝງຂອງການຫັນປ່ຽນ. ການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນໃນສາຍ SMA ແມ່ນເກີດຈາກການພາຄວາມຮ້ອນແບບບັງຄັບ, ແລະ ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ສຳຄັນຂອງລັງສີ, ສົມຜົນການດຸ່ນດ່ຽງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(m_{wire}\) ແມ່ນມວນສານທັງໝົດຂອງສາຍ SMA, \(c_{p}\) ແມ່ນຄວາມຈຸຄວາມຮ້ອນຈຳເພາະຂອງ SMA, \(V_{in}\) ແມ່ນແຮງດັນທີ່ໃຊ້ກັບສາຍ, \(R_{ohm} \ ) – ຄວາມຕ້ານທານທີ່ຂຶ້ນກັບໄລຍະ SMA, ຖືກກຳນົດເປັນ; \(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ບ່ອນທີ່ \(r_M\ ) ແລະ \(r_A\) ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານໄລຍະ SMA ໃນ martensite ແລະ austenite ຕາມລຳດັບ, \(A_{c}\) ແມ່ນພື້ນທີ່ຜິວຂອງສາຍ SMA, \(\Delta H \) ແມ່ນໂລຫະປະສົມຄວາມຈຳຮູບຮ່າງ. ຄວາມຮ້ອນແຝງຂອງການປ່ຽນແປງຂອງສາຍ, T ແລະ \(T_{\infty}\) ແມ່ນອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແລະສະພາບແວດລ້ອມຕາມລຳດັບ.
ເມື່ອສາຍໂລຫະປະສົມທີ່ມີຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງຖືກກະຕຸ້ນ, ສາຍຈະບີບອັດ, ສ້າງແຮງໃນແຕ່ລະສາຂາຂອງການອອກແບບສອງຮູບແບບທີ່ເອີ້ນວ່າແຮງເສັ້ນໄຍ. ແຮງຂອງເສັ້ນໄຍໃນແຕ່ລະສາຍຂອງສາຍ SMA ຮ່ວມກັນສ້າງແຮງກ້າມຊີ້ນເພື່ອກະຕຸ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9e. ເນື່ອງຈາກມີສະປິງທີ່ມີຄວາມລຳອຽງ, ແຮງກ້າມຊີ້ນທັງໝົດຂອງຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍຊັ້ນ Nth ແມ່ນ:
ການແທນຄ່າ \(N = 1\) ເຂົ້າໃນສົມຜົນ (7), ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນຂອງຕົ້ນແບບການຂັບເຄື່ອນແບບ bimodal ຂັ້ນຕອນທຳອິດສາມາດໄດ້ຮັບດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ n ແມ່ນຈຳນວນຂາ unimodal, \(F_m\) ແມ່ນແຮງກ້າມຊີ້ນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍຕົວຂັບເຄື່ອນ, \​​(F_f\) ແມ່ນຄວາມແຂງແຮງຂອງເສັ້ນໄຍໃນສາຍ SMA, \(K_x\) ແມ່ນຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງສະປິງ, \(\alpha\) ແມ່ນມຸມຂອງຮູບສາມຫຼ່ຽມ, \(x_0\) ແມ່ນຄ່າ offset ເບື້ອງຕົ້ນຂອງສະປິງ bias ເພື່ອຖືສາຍ SMA ໄວ້ໃນຕຳແໜ່ງທີ່ມີຄວາມຕຶງໄວ້ລ່ວງໜ້າ, ແລະ \(\Delta x\) ແມ່ນການເດີນທາງຂອງຕົວກະຕຸ້ນ.
ການຍົກຍ້າຍ ຫຼື ການເຄື່ອນທີ່ທັງໝົດຂອງໄດຣຟ໌ (\(\Delta x\)) ຂຶ້ນກັບແຮງດັນ (\(\sigma\)) ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (\(\epsilon\)) ໃນສາຍ SMA ຂອງຂັ້ນຕອນທີ N, ໄດຣຟ໌ຖືກຕັ້ງເປັນ (ເບິ່ງຮູບ. ພາກສ່ວນເພີ່ມເຕີມຂອງຜົນຜະລິດ):
ສົມຜົນ kinematic ໃຫ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງການຜິດຮູບຂອງໄດຣຟ໌ (\(\epsilon\)) ແລະ ການຍ້າຍ ຫຼື ການຍ້າຍ (\(\Delta x\)). ການຜິດຮູບຂອງສາຍ Arb ເປັນຟັງຊັນຂອງຄວາມຍາວສາຍ Arb ເບື້ອງຕົ້ນ (\(l_0\)) ແລະ ຄວາມຍາວສາຍ (l) ໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ t ໃນສາຂາ unimodal ໜຶ່ງແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) ໄດ້ຮັບໂດຍການໃຊ້ສູດ cosine ໃນ \(\Delta\)ABB ', ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 8. ສຳລັບການຂັບເຄື່ອນໄລຍະທຳອິດ (\(N = 1\)), \(\Delta x_1\) ແມ່ນ \(\Delta x\), ແລະ \(\alpha _1\) ແມ່ນ \(\alpha \) ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 8, ໂດຍການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາຈາກສົມຜົນ (11) ແລະແທນຄ່າຂອງ l, ອັດຕາຄວາມເຄັ່ງຕຶງສາມາດຂຽນໄດ້ດັ່ງນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(l_0\) ແມ່ນຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA, l ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງສາຍໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ t ໃນສາຂາ unimodal ໜຶ່ງ, \(\epsilon\) ແມ່ນການຜິດຮູບທີ່ພັດທະນາໃນສາຍ SMA, ແລະ \(\alpha\) ແມ່ນມຸມຂອງຮູບສາມຫຼ່ຽມ, \(\Delta x\) ແມ່ນຄ່າຊົດເຊີຍຂອງໄດຣຟ (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 8).
ໂຄງສ້າງ n ຈຸດສູງສຸດດຽວທັງໝົດ (\(n=6\) ໃນຮູບນີ້) ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັນເປັນຊຸດໂດຍມີ \(V_{in}\) ເປັນແຮງດັນຂາເຂົ້າ. ຂັ້ນຕອນທີ I: ແຜນວາດຂອງສາຍ SMA ໃນການຕັ້ງຄ່າ bimodal ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂແຮງດັນສູນ ຂັ້ນຕອນທີ II: ໂຄງສ້າງທີ່ຄວບຄຸມແມ່ນສະແດງບ່ອນທີ່ສາຍ SMA ຖືກບີບອັດເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງແບບປີ້ນກັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໂດຍເສັ້ນສີແດງ.
ເພື່ອເປັນຫຼັກຖານຂອງແນວຄວາມຄິດ, ໄດຣຟ໌ bimodal ທີ່ອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນເພື່ອທົດສອບການຈຳລອງຂອງສົມຜົນພື້ນຖານດ້ວຍຜົນການທົດລອງ. ຮູບແບບ CAD ຂອງຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ bimodal ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9a. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນຮູບທີ 9c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການອອກແບບໃໝ່ທີ່ສະເໜີສຳລັບການເຊື່ອມຕໍ່ແບບປຣິສມາຕິກໝູນໂດຍໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ສອງລະນາບທີ່ມີໂຄງສ້າງ bimodal. ອົງປະກອບຂອງໄດຣຟ໌ໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍໃຊ້ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໃນເຄື່ອງພິມ 3D Ultimaker 3 Extended. ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ສຳລັບການພິມ 3D ຂອງອົງປະກອບແມ່ນ polycarbonate ເຊິ່ງເໝາະສົມກັບວັດສະດຸທີ່ທົນຄວາມຮ້ອນຍ້ອນວ່າມັນແຂງແຮງ, ທົນທານ ແລະ ມີອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງແກ້ວສູງ (110-113 \(^{\circ }\) C). ນອກຈາກນັ້ນ, ສາຍໂລຫະປະສົມຄວາມຈຳຮູບຮ່າງ Flexinol ຂອງ Dynalloy, Inc. ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນການທົດລອງ, ແລະຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸທີ່ສອດຄ້ອງກັບສາຍ Flexinol ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນການຈຳລອງ. ສາຍ SMA ຫຼາຍເສັ້ນຖືກຈັດລຽງເປັນເສັ້ນໃຍທີ່ມີຢູ່ໃນການຈັດລຽງສອງຮູບແບບຂອງກ້າມຊີ້ນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ແຮງສູງທີ່ຜະລິດໂດຍຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍຊັ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9b, d.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9a, ມຸມແຫຼມທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍສາຍ SMA ແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ເອີ້ນວ່າມຸມ (\(\alpha\)). ດ້ວຍທີ່ໜີບປາຍສາຍທີ່ຕິດກັບທີ່ໜີບຊ້າຍ ແລະ ຂວາ, ສາຍ SMA ຈະຖືກຍຶດໄວ້ໃນມຸມ bimodal ທີ່ຕ້ອງການ. ອຸປະກອນສະປິງໄບອັດທີ່ຍຶດຢູ່ເທິງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ສະປິງຖືກອອກແບບມາເພື່ອປັບກຸ່ມຂະຫຍາຍສະປິງໄບອັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕາມຈຳນວນ (n) ຂອງເສັ້ນໄຍ SMA. ນອກຈາກນັ້ນ, ຕຳແໜ່ງຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ສາຍ SMA ຖືກສຳຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກເພື່ອຄວາມເຢັນແບບພາຄວາມຮ້ອນ. ແຜ່ນດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມຂອງຊຸດປະກອບທີ່ສາມາດຖອດອອກໄດ້ຊ່ວຍຮັກສາສາຍ SMA ໃຫ້ເຢັນດ້ວຍການຕັດທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນນ້ຳໜັກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ທັງສອງສົ້ນຂອງສາຍ CMA ແມ່ນຕິດກັບຂົ້ວຊ້າຍ ແລະ ຂວາຕາມລຳດັບ, ໂດຍໃຊ້ການບີບ. ກະບອກສູບຖືກຕິດກັບສົ້ນໜຶ່ງຂອງຊຸດປະກອບທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ເພື່ອຮັກສາຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງແຜ່ນດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມ. ກະບອກສູບຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອໃຊ້ແຮງບລັອກກັບເຊັນເຊີຜ່ານການຕິດຕໍ່ເພື່ອວັດແທກແຮງບລັອກເມື່ອສາຍ SMA ຖືກກະຕຸ້ນ.
ໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນສອງໂມດ SMA ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ທາງໄຟຟ້າເປັນຊຸດ ແລະ ໃຊ້ພະລັງງານຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າຂາເຂົ້າ. ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນແຮງດັນໄຟຟ້າ, ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກນຳໃຊ້ ແລະ ສາຍ SMA ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນສູງກວ່າອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນຂອງ austenite, ຄວາມຍາວຂອງສາຍໃນແຕ່ລະສາຍຈະສັ້ນລົງ. ການດຶງນີ້ເຮັດໃຫ້ສ່ວນຍ່ອຍຂອງແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ເຮັດວຽກ. ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກສູນໃນວົງຈອນດຽວກັນ, ສາຍ SMA ທີ່ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຈະຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງຕໍ່າກວ່າອຸນຫະພູມຂອງໜ້າດິນ martensite, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກັບຄືນສູ່ຕຳແໜ່ງເດີມ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນສູນ, ສາຍ SMA ຈະຖືກຍືດອອກໂດຍສະປິງໄບອາສກ່ອນເພື່ອບັນລຸສະຖານະ martensitic ທີ່ແຍກອອກຈາກກັນ. ສະກູ, ເຊິ່ງສາຍ SMA ຜ່ານ, ເຄື່ອນຍ້າຍຍ້ອນການບີບອັດທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າກັບສາຍ SMA (SPA ຮອດໄລຍະ austenite), ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການກະຕຸ້ນຂອງຄັນໂຍກທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້. ເມື່ອສາຍ SMA ຖືກດຶງຄືນ, ສະປິງໄບອາສຈະສ້າງແຮງຕ້ານໂດຍການຍືດສະປິງຕື່ມອີກ. ເມື່ອຄວາມກົດດັນໃນແຮງດັນໄຟຟ້າກາຍເປັນສູນ, ສາຍ SMA ຈະຍາວອອກ ແລະ ປ່ຽນຮູບຮ່າງຂອງມັນຍ້ອນການເຮັດໃຫ້ເຢັນດ້ວຍການພາຄວາມຮ້ອນແບບບັງຄັບ, ບັນລຸໄລຍະ martensitic ສອງເທົ່າ.
ລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ສະເໜີມານັ້ນມີການຕັ້ງຄ່າສອງຮູບແບບທີ່ສາຍ SMA ມີມຸມ. (ກ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບແບບ CAD ຂອງຕົ້ນແບບ, ເຊິ່ງກ່າວເຖິງບາງອົງປະກອບ ແລະ ຄວາມໝາຍຂອງມັນສຳລັບຕົ້ນແບບ, (ຂ, ງ) ເປັນຕົວແທນຂອງຕົ້ນແບບທົດລອງທີ່ພັດທະນາແລ້ວ35. ໃນຂະນະທີ່ (ຂ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນມຸມມອງດ້ານເທິງຂອງຕົ້ນແບບທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າ ແລະ ສະປິງໄບອັສ ແລະ ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ໃຊ້, (ງ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນມຸມມອງຂອງການຕັ້ງຄ່າ. ​​(ຈ) ແຜນວາດຂອງລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ທີ່ມີສາຍ SMA ຈັດວາງສອງຮູບແບບໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ t, ສະແດງໃຫ້ເຫັນທິດທາງ ແລະ ເສັ້ນທາງຂອງເສັ້ນໄຍ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນ. (ຄ) ການເຊື່ອມຕໍ່ແບບປຣິຊຶມໝຸນ 2-DOF ໄດ້ຖືກສະເໜີມາສຳລັບການນຳໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ສອງລະນາບ. ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນ, ການເຊື່ອມຕໍ່ສົ່ງການເຄື່ອນທີ່ເສັ້ນຊື່ຈາກໄດຣຟ໌ລຸ່ມໄປຫາແຂນດ້ານເທິງ, ສ້າງການເຊື່ອມຕໍ່ແບບໝຸນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງປຣິຊຶມຄູ່ແມ່ນຄືກັນກັບການເຄື່ອນໄຫວຂອງໄດຣຟ໌ຂັ້ນຕອນທຳອິດຫຼາຍຊັ້ນ.
ການສຶກສາທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນຕົ້ນແບບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 9b ເພື່ອປະເມີນປະສິດທິພາບຂອງໄດຣຟ໌ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 10a, ການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງປະກອບດ້ວຍແຫຼ່ງພະລັງງານ DC ທີ່ສາມາດຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ເພື່ອສະໜອງແຮງດັນຂາເຂົ້າໃຫ້ກັບສາຍ SMA. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 10b, ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ piezoelectric (PACEline CFT/5kN) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກແຮງດັນການສະກັດກັ້ນໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງບັນທຶກຂໍ້ມູນ Graphtec GL-2000. ຂໍ້ມູນຖືກບັນທຶກໂດຍໂຮດເພື່ອການສຶກສາຕໍ່ໄປ. ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍປະຈຸຕ້ອງການແຫຼ່ງພະລັງງານຄົງທີ່ເພື່ອຜະລິດສັນຍານແຮງດັນ. ສັນຍານທີ່ສອດຄ້ອງກັນຈະຖືກປ່ຽນເປັນຜົນຜະລິດພະລັງງານຕາມຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງເຊັນເຊີແຮງດັນ piezoelectric ແລະ ພາລາມິເຕີອື່ນໆຕາມທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນຕາຕະລາງທີ 2. ເມື່ອໃຊ້ກຳມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ສາຍ SMA ບີບອັດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕົວກະຕຸ້ນສ້າງແຮງ. ຜົນການທົດລອງຂອງຜົນຜະລິດຂອງຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍກຳມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7 V ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2a.
(ກ) ລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ທີ່ອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງໃນການທົດລອງເພື່ອວັດແທກແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວກະຕຸ້ນ. ເຊວໂຫຼດວັດແທກແຮງສະກັດກັ້ນ ແລະ ໄດ້ຮັບພະລັງງານຈາກແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟ DC 24 V. ແຮງດັນຫຼຸດລົງ 7 V ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ຕາມຄວາມຍາວທັງໝົດຂອງສາຍໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟ DC ທີ່ສາມາດຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ຂອງ GW Instek. ສາຍ SMA ຫົດຕົວຍ້ອນຄວາມຮ້ອນ, ແລະແຂນທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ສຳຜັດກັບເຊວໂຫຼດ ແລະ ອອກແຮງສະກັດກັ້ນ. ເຊວໂຫຼດເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງບັນທຶກຂໍ້ມູນ GL-2000 ແລະ ຂໍ້ມູນຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນໂຮດເພື່ອການປະມວນຜົນຕໍ່ໄປ. (ຂ) ແຜນວາດສະແດງລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂອງອົງປະກອບຂອງການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງສຳລັບການວັດແທກຄວາມແຂງແຮງຂອງກ້າມຊີ້ນ.
ໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງຖືກກະຕຸ້ນໂດຍພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ສະນັ້ນອຸນຫະພູມຈຶ່ງກາຍເປັນຕົວກຳນົດທີ່ສຳຄັນສຳລັບການສຶກສາປະກົດການຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ. ໃນການທົດລອງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11a, ການຖ່າຍພາບຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການວັດແທກອຸນຫະພູມໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນຕົວກະຕຸ້ນ divalerate ທີ່ອີງໃສ່ SMA ຕົ້ນແບບ. ແຫຼ່ງ DC ທີ່ສາມາດຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ໄດ້ໃຊ້ແຮງດັນຂາເຂົ້າກັບສາຍ SMA ໃນການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11b. ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໄດ້ຖືກວັດແທກໃນເວລາຈິງໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ຄວາມລະອຽດສູງ (FLIR A655sc). ໂຮດໃຊ້ຊອບແວ ResearchIR ເພື່ອບັນທຶກຂໍ້ມູນສຳລັບການປະມວນຜົນຫຼັງການປະມວນຜົນຕື່ມອີກ. ເມື່ອໃຊ້ກຳມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ສາຍ SMA ຫົດຕົວ. ໃນຮູບທີ 2b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນການທົດລອງຂອງອຸນຫະພູມສາຍ SMA ທຽບກັບເວລາສຳລັບກຳມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V.