ຂໍ​ຂອບ​ໃຈ​ທ່ານ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ຢ້ຽມ​ຢາມ Nature.com​.ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ.ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer).ໃນເວລານີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບແລະ JavaScript.
Actuators ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງແລະສ້າງການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມໂດຍນໍາໃຊ້ກໍາລັງກະຕຸ້ນທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼືແຮງບິດເພື່ອປະຕິບັດການດໍາເນີນງານຕ່າງໆໃນການຜະລິດແລະອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ.ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການຂັບລົດໄວ, ນ້ອຍກວ່າແລະປະສິດທິພາບຫຼາຍແມ່ນການຂັບລົດນະວັດກໍາໃນການອອກແບບໄດ.Shape Memory Alloy (SMA) drives ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼາຍຢ່າງຫຼາຍກວ່າໄດທໍາມະດາ, ລວມທັງອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຕໍ່ນ້ໍາຫນັກທີ່ສູງ.ໃນການເຜີຍແຜ່ນີ້, ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ທີ່ມີສອງປີກໄດ້ຖືກພັດທະນາທີ່ປະສົມປະສານຄວາມໄດ້ປຽບຂອງກ້າມຊີ້ນ feathery ຂອງລະບົບຊີວະພາບແລະຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ SMAs.ການສຶກສານີ້ຂຸດຄົ້ນແລະຂະຫຍາຍຕົວກະຕຸ້ນ SMA ທີ່ຜ່ານມາໂດຍການພັດທະນາແບບຈໍາລອງທາງຄະນິດສາດຂອງຕົວກະຕຸ້ນໃຫມ່ໂດຍອີງໃສ່ການຈັດລຽງສາຍ SMA bimodal ແລະການທົດສອບມັນທົດລອງ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບໄດທີ່ຮູ້ຈັກໂດຍອີງໃສ່ SMA, ແຮງກະຕຸ້ນຂອງໄດໃຫມ່ແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງຫນ້ອຍ 5 ເທົ່າ (ເຖິງ 150 N).ການສູນເສຍນ້ໍາຫນັກທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນປະມານ 67%.ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງແບບຈໍາລອງທາງຄະນິດສາດແມ່ນເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການປັບຕົວກໍານົດການການອອກແບບແລະການເຂົ້າໃຈຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນ.ການສຶກສານີ້ສະເຫນີເພີ່ມເຕີມ Nth stage drive ຫຼາຍລະດັບທີ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການເຄື່ອນໄຫວ.ຕົວກະຕຸ້ນກ້າມຊີ້ນ dipvalerate ທີ່ອີງໃສ່ SMA ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ຈາກການກໍ່ສ້າງອັດຕະໂນມັດເຖິງລະບົບການຈັດສົ່ງຢາທີ່ຊັດເຈນ.
ລະບົບຊີວະວິທະຍາ, ເຊັ່ນໂຄງສ້າງກ້າມເນື້ອຂອງສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມ, ສາມາດກະຕຸ້ນຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອ່ອນໂຍນຫຼາຍ1.ສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມມີໂຄງສ້າງກ້າມຊີ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ລະຄົນຮັບໃຊ້ຈຸດປະສົງສະເພາະ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໂຄງສ້າງຂອງເນື້ອເຍື່ອກ້າມຊີ້ນຂອງ mammalian ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຢ່າງກວ້າງຂວາງ.ຂະຫນານແລະ pennate.ໃນ hamstrings ແລະ flexors ອື່ນໆ, ຕາມຊື່ຊີ້ໃຫ້ເຫັນ, musculature ຂະຫນານມີເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນຂະຫນານກັບ tendon ກາງ.ລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂອງເສັ້ນໃຍກ້າມຊີ້ນແມ່ນສາຍແລະເຮັດວຽກໂດຍຈຸລັງເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ອ້ອມຮອບພວກມັນ.ເຖິງແມ່ນວ່າກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກກ່າວເຖິງວ່າມີການຍ່າງທາງຂະຫນາດໃຫຍ່ (ສ່ວນທີ່ສັ້ນລົງ), ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍລວມແມ່ນຈໍາກັດຫຼາຍ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນ triceps calf muscle2 (lateral gastrocnemius (GL)3, medial gastrocnemius (GM)4 ແລະ soleus (SOL)) ແລະ extensor femoris (quadriceps)5,6 pennate ເນື້ອເຍື່ອກ້າມເນື້ອແມ່ນພົບເຫັນຢູ່ໃນແຕ່ລະກ້າມເນື້ອ7.ໃນໂຄງສ້າງ pinnate, ເສັ້ນໃຍກ້າມເນື້ອໃນ musculature bipennate ແມ່ນມີຢູ່ໃນທັງສອງດ້ານຂອງ tendon ກາງຢູ່ໃນມຸມສະຫຼຽງ (ມຸມ pinnate).Pennate ມາຈາກຄໍາ Latin "penna", ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ "pen", ແລະ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.1 ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືຂົນ.ເສັ້ນໃຍຂອງກ້າມຊີ້ນ pennate ແມ່ນສັ້ນກວ່າແລະເປັນມຸມກັບແກນຕາມລວງຍາວຂອງກ້າມຊີ້ນ.ເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງ pinnate, ການເຄື່ອນໄຫວໂດຍລວມຂອງກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ອົງປະກອບທາງຂວາງແລະຕາມລວງຍາວຂອງຂະບວນການສັ້ນ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການກະຕຸ້ນກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍລວມສູງຂຶ້ນເນື່ອງຈາກວິທີການວັດແທກພື້ນທີ່ຕັດສ່ວນທາງກາຍະພາບ.ດັ່ງນັ້ນ, ສໍາລັບພື້ນທີ່ຕັດແຍກ, ກ້າມຊີ້ນ pennate ຈະແຂງແຮງກວ່າແລະຈະສ້າງກໍາລັງທີ່ສູງກວ່າກ້າມຊີ້ນທີ່ມີເສັ້ນໃຍຂະຫນານ.ກໍາລັງທີ່ຜະລິດໂດຍເສັ້ນໄຍແຕ່ລະຄົນສ້າງກໍາລັງກ້າມຊີ້ນໃນລະດັບມະຫາພາກໃນເນື້ອເຍື່ອກ້າມເນື້ອນັ້ນ.ນອກ​ຈາກ​ນັ້ນ​, ມັນ​ມີ​ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​ທີ່​ເປັນ​ເອ​ກະ​ລັກ​ເຊັ່ນ​ການ​ຫົດ​ຕົວ​ໄວ​, ການ​ປ້ອງ​ກັນ​ຄວາມ​ເສຍ​ຫາຍ tensile​, cushioning​.ມັນຫັນປ່ຽນຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງວັດສະດຸປ້ອນເສັ້ນໄຍແລະຜົນຜະລິດພະລັງງານຂອງກ້າມຊີ້ນໂດຍການຂຸດຄົ້ນລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກແລະຄວາມຊັບຊ້ອນທາງເລຂາຄະນິດຂອງການຈັດເສັ້ນໃຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເສັ້ນກ້າມຂອງການປະຕິບັດ.
ສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນແຜນວາດ schematic ຂອງການອອກແບບຕົວກະຕຸ້ນ SMA ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສະຖາປັດຕະຍະກໍາກ້າມເນື້ອ bimodal, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ (a), ເປັນຕົວແທນຂອງປະຕິສໍາພັນຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ tactile ໃນອຸປະກອນທີ່ມີຮູບຊົງມື actuator ໂດຍສາຍ SMA ແມ່ນ mounted ຫຸ່ນຍົນໂທລະສັບມືຖືສອງລໍ້ອັດຕະໂນມັດ9,10..ຕໍາແຫນ່ງຂອງຕາທຽມຖືກຄວບຄຸມໂດຍສັນຍານຈາກກ້າມຊີ້ນ ocular ຂອງຕາ 11, (c) SMA actuators ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຕ້ນ້ໍາເນື່ອງຈາກການຕອບສະຫນອງຄວາມຖີ່ສູງແລະແບນວິດຕ່ໍາ.ໃນການຕັ້ງຄ່ານີ້, ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄື້ນໂດຍການຈໍາລອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງປາ, (d) ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງຫຸ່ນຍົນກວດກາທໍ່ຈຸນລະພາກທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ຫຼັກການການເຄື່ອນໄຫວຂອງແມ່ທ້ອງນິ້ວ, ຄວບຄຸມໂດຍການເຄື່ອນໄຫວຂອງສາຍ SMA ພາຍໃນຊ່ອງທາງ 10, (e) ສະແດງໃຫ້ເຫັນທິດທາງຂອງເສັ້ນໃຍກ້າມເນື້ອຫົດຕົວແລະການສ້າງເສັ້ນໄຍກ້າມເນື້ອທີ່ມີເສັ້ນໄຍ, ການສ້າງເສັ້ນໄຍກ້າມໃນ MA. ໂຄງປະກອບການກ້າມເນື້ອ pennate.
Actuators ໄດ້ກາຍເປັນສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ສໍາຄັນຂອງລະບົບກົນຈັກອັນເນື່ອງມາຈາກລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງເຂົາເຈົ້າ.ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການຂັບຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ໄວກວ່າແລະປະສິດທິພາບຫຼາຍໄດ້ກາຍເປັນທີ່ສໍາຄັນ.ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງພວກເຂົາ, ການຂັບຂີ່ແບບດັ້ງເດີມໄດ້ພິສູດວ່າມີລາຄາແພງແລະໃຊ້ເວລາຫຼາຍໃນການຮັກສາ.ເຄື່ອງກະຕຸ້ນໄຮໂດຼລິກ ແລະນິວເມຕິກແມ່ນຊັບຊ້ອນ ແລະລາຄາແພງ ແລະອາດມີການສວມໃສ່, ບັນຫາການຫຼໍ່ລື່ນ ແລະ ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອົງປະກອບ.ໃນການຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ, ຈຸດສຸມແມ່ນການພັດທະນາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ປະສິດທິພາບ, ປັບຂະຫນາດແລະ actuators ກ້າວຫນ້າທາງດ້ານໂດຍອີງໃສ່ອຸປະກອນການ smart.ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກໍາລັງຊອກຫາຕົວກະຕຸ້ນທີ່ມີຮູບຮ່າງຂອງໂລຫະປະສົມໂລຫະປະສົມ (SMA) ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການນີ້.ຕົວກະຕຸ້ນແບບລຳດັບແມ່ນເປັນເອກະລັກທີ່ພວກມັນສົມທົບຕົວກະຕຸ້ນແຍກຫຼາຍອັນເຂົ້າໃນລະບົບຍ່ອຍຂະໜາດມະຫາພາກທີ່ຊັບຊ້ອນທາງເລຂາຄະນິດເພື່ອສະໜອງການເຮັດວຽກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະຂະຫຍາຍ.ໃນເລື່ອງນີ້, ເນື້ອເຍື່ອກ້າມເນື້ອຂອງມະນຸດທີ່ອະທິບາຍຂ້າງເທິງນີ້ສະຫນອງຕົວຢ່າງ multilayered ທີ່ດີເລີດຂອງການກະຕຸ້ນຫຼາຍຊັ້ນດັ່ງກ່າວ.ການສຶກສາໃນປະຈຸບັນອະທິບາຍການຂັບ SMA ຫຼາຍລະດັບທີ່ມີອົງປະກອບຂັບສ່ວນບຸກຄົນຈໍານວນຫນຶ່ງ (ສາຍ SMA) ສອດຄ່ອງກັບທິດທາງເສັ້ນໄຍທີ່ມີຢູ່ໃນກ້າມຊີ້ນ bimodal, ເຊິ່ງປັບປຸງປະສິດທິພາບການຂັບໂດຍລວມ.
ຈຸດ​ປະ​ສົງ​ຕົ້ນ​ຕໍ​ຂອງ actuator ແມ່ນ​ເພື່ອ​ຜະ​ລິດ​ພະ​ລັງ​ງານ​ກົນ​ຈັກ​ການ​ຜະ​ລິດ​ເຊັ່ນ​ຜົນ​ບັງ​ຄັບ​ໃຊ້​ແລະ​ການ​ເຄື່ອນ​ຍ້າຍ​ໂດຍ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ພະ​ລັງ​ງານ​ໄຟ​ຟ້າ​.ໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈໍາຮູບຮ່າງແມ່ນປະເພດຂອງວັດສະດຸ "smart" ທີ່ສາມາດຟື້ນຟູຮູບຮ່າງຂອງເຂົາເຈົ້າຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ.ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດສູງ, ການເພີ່ມຂື້ນຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ນໍາໄປສູ່ການຟື້ນຕົວຂອງຮູບຮ່າງ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານການກະຕຸ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບອຸປະກອນສະຫມາດທີ່ຜູກມັດໂດຍກົງຕ່າງໆ.ໃນເວລາດຽວກັນ, ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດກົນຈັກ, SMAs ກາຍເປັນ brittle.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ແນ່ນອນ, ການໂຫຼດຮອບວຽນສາມາດດູດຊຶມແລະປ່ອຍພະລັງງານກົນຈັກ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງຂອງ hysteretic ປີ້ນກັບກັນ.ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ SMA ເຫມາະສໍາລັບເຊັນເຊີ, ການສັ່ນສະເທືອນ damping ແລະໂດຍສະເພາະແມ່ນ actuators12.ດ້ວຍນີ້ຢູ່ໃນໃຈ, ມີການຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບ SMA-based drives.ມັນຄວນຈະສັງເກດເຫັນວ່າຕົວກະຕຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ຖືກອອກແບບມາເພື່ອສະຫນອງການແປແລະການເຄື່ອນໄຫວ rotary ສໍາລັບຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ13,14,15.ເຖິງແມ່ນວ່າບາງຕົວກະຕຸ້ນ rotary ໄດ້ຮັບການພັດທະນາ, ນັກຄົ້ນຄວ້າມີຄວາມສົນໃຈໂດຍສະເພາະໃນຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນ.ຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນເຫຼົ່ານີ້ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດຂອງຕົວກະຕຸ້ນ: ມິຕິໜຶ່ງ, ຕົວກະຕຸ້ນ ແລະຄວາມແຕກຕ່າງ 16 .ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, ໄດປະສົມໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໃນການປະສົມປະສານກັບ SMA ແລະໄດທໍາມະດາອື່ນໆ.ຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນສາຍແບບປະສົມ SMA ແມ່ນການໃຊ້ສາຍ SMA ທີ່ມີມໍເຕີ DC ເພື່ອໃຫ້ກຳລັງຜົນຜະລິດປະມານ 100 N ແລະການເຄື່ອນທີ່ທີ່ສຳຄັນ17.
ຫນຶ່ງໃນການພັດທະນາຄັ້ງທໍາອິດໃນໄດທີ່ອີງໃສ່ SMA ທັງຫມົດແມ່ນ SMA ໄດຂະຫນານ.ການນໍາໃຊ້ສາຍ SMA ຫຼາຍສາຍ, ໄດຂະຫນານທີ່ອີງໃສ່ SMA ຖືກອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມຄວາມສາມາດພະລັງງານຂອງໄດໂດຍການວາງສາຍ SMA18 ທັງຫມົດໃນຂະຫນານ.ການເຊື່ອມຕໍ່ຂະຫນານຂອງ actuators ບໍ່ພຽງແຕ່ຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍ, ແຕ່ຍັງຈໍາກັດພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງສາຍດຽວ.ຂໍ້ເສຍອີກອັນຫນຶ່ງຂອງຕົວກະຕຸ້ນ SMA ແມ່ນການເດີນທາງທີ່ຈໍາກັດທີ່ພວກເຂົາສາມາດບັນລຸໄດ້.ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, beam ສາຍ SMA ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍປະກອບດ້ວຍ beam ປ່ຽນແປງໄດ້ deflected ເພື່ອເພີ່ມການເຄື່ອນຍ້າຍແລະບັນລຸການເຄື່ອນໄຫວເສັ້ນ, ແຕ່ບໍ່ໄດ້ສ້າງກໍາລັງທີ່ສູງຂຶ້ນ19.ໂຄງສ້າງແລະຜ້າທີ່ອ່ອນເພຍທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງໄດ້ສໍາລັບຫຸ່ນຍົນໂດຍອີງໃສ່ໂລຫະປະສົມຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຮູບຮ່າງໄດ້ຖືກພັດທະນາຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຂະຫຍາຍຜົນກະທົບ20,21,22.ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມໄວສູງ, ປັ໊ມທີ່ມີແຮງດັນທີ່ຫນາແຫນ້ນໄດ້ຖືກລາຍງານໂດຍໃຊ້ SMAs ຟິມບາງໆສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ micropump23.ຄວາມຖີ່ຂອງການຂັບຂອງແຜ່ນ SMA ແຜ່ນບາງໆແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນໃນການຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງຜູ້ຂັບຂີ່.ດັ່ງນັ້ນ, SMA linear motors ມີການຕອບສະຫນອງແບບເຄື່ອນໄຫວທີ່ດີກວ່າ SMA ພາກຮຽນ spring ຫຼືມໍເຕີ rod.ຫຸ່ນຍົນອ່ອນໆ ແລະເທັກໂນໂລຍີຈັບມືແມ່ນອີກສອງແອັບພລິເຄຊັ່ນທີ່ໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນທີ່ໃຊ້ SMA.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ເພື່ອທົດແທນຕົວກະຕຸ້ນມາດຕະຖານທີ່ໃຊ້ໃນຕົວຍຶດຊ່ອງ 25 N, ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາທີ່ມີຮູບຮ່າງຂະຫນານຕົວກະຕຸ້ນ 24 ໄດ້ຖືກພັດທະນາ.ໃນກໍລະນີອື່ນ, ເຄື່ອງກະຕຸ້ນອ່ອນຂອງ SMA ໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍອີງໃສ່ເສັ້ນລວດທີ່ມີມາຕຣິກເບື້ອງຝັງຕົວທີ່ສາມາດຜະລິດຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດຂອງ 30 N. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງພວກເຂົາ, SMAs ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດຕົວກະຕຸ້ນທີ່ mimic ປະກົດການທາງຊີວະພາບ.ຫນຶ່ງໃນການພັດທະນາດັ່ງກ່າວປະກອບມີຫຸ່ນຍົນ 12-cell ທີ່ເປັນ biomimetic ຂອງອົງການຈັດຕັ້ງຄ້າຍຄື earthworm ກັບ SMA ເພື່ອສ້າງການເຄື່ອນໄຫວ sinusoidal ກັບ fire26,27.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ມີຂອບເຂດຈໍາກັດຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກຕົວກະຕຸ້ນທີ່ໃຊ້ SMA ທີ່ມີຢູ່.ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ການສຶກສານີ້ນໍາສະເຫນີໂຄງສ້າງກ້າມເນື້ອ bimodal biomimetic.ຂັບເຄື່ອນໂດຍສາຍໂລຫະປະສົມຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຮູບຮ່າງ.ມັນສະຫນອງລະບົບການຈັດປະເພດທີ່ປະກອບມີຫຼາຍຮູບຮ່າງຂອງສາຍໂລຫະປະສົມຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ.ມາຮອດປັດຈຸບັນ, ບໍ່ມີຕົວກະຕຸ້ນ SMA ທີ່ມີສະຖາປັດຕະຍະກໍາທີ່ຄ້າຍຄືກັນໄດ້ຖືກລາຍງານຢູ່ໃນວັນນະຄະດີ.ລະບົບທີ່ເປັນເອກະລັກແລະນະວະນິຍາຍນີ້ໂດຍອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອສຶກສາພຶດຕິກໍາຂອງ SMA ໃນລະຫວ່າງການສອດຄ່ອງກ້າມເນື້ອ bimodal.ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕົວກະຕຸ້ນທີ່ໃຊ້ SMA ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ເປົ້າຫມາຍຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນເພື່ອສ້າງຕົວກະຕຸ້ນ biomimetic dipvalerate ເພື່ອສ້າງກໍາລັງທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນປະລິມານຂະຫນາດນ້ອຍ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບໄດຂັບເຄື່ອນແບບ stepper motor ທໍາມະດາທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບອັດຕະໂນມັດແລະການຄວບຄຸມການກໍ່ສ້າງ HVAC, ການອອກແບບໄດ bimodal ທີ່ສະເຫນີ SMA ທີ່ສະເຫນີຈະຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກຂອງກົນໄກການຂັບໄດ້ 67%.ໃນຕໍ່ໄປນີ້, ຄໍາວ່າ "ກ້າມເນື້ອ" ແລະ "ຂັບ" ແມ່ນໃຊ້ແລກປ່ຽນກັນໄດ້.ການສຶກສານີ້ສືບສວນການຈໍາລອງ multiphysics ຂອງໄດດັ່ງກ່າວ.ພຶດຕິກໍາກົນຈັກຂອງລະບົບດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກສຶກສາໂດຍວິທີການທົດລອງແລະການວິເຄາະ.ການແຜ່ກະຈາຍຂອງແຮງແລະອຸນຫະພູມໄດ້ຖືກສືບສວນຕື່ມອີກຢູ່ທີ່ແຮງດັນຂາເຂົ້າຂອງ 7 V. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະພາລາມິເຕີໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນແລະຜົນບັງຄັບໃຊ້.ສຸດທ້າຍ, ຕົວກະຕຸ້ນແບບລໍາດັບຊັ້ນໄດ້ຖືກຄາດຄະເນແລະຜົນກະທົບໃນລະດັບລໍາດັບໄດ້ຖືກສະເຫນີໃຫ້ເປັນພື້ນທີ່ໃນອະນາຄົດທີ່ມີທ່າແຮງສໍາລັບຕົວກະຕຸ້ນທີ່ບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຂາທຽມ.ອີງຕາມຜົນຂອງການສຶກສາທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ການນໍາໃຊ້ສະຖາປັດຕະຍະກໍາຂັ້ນຕອນດຽວຜະລິດກໍາລັງຢ່າງຫນ້ອຍສີ່ຫາຫ້າເທົ່າຫຼາຍກ່ວາ actuators SMA ລາຍງານ.ນອກຈາກນັ້ນ, ແຮງຂັບດຽວກັນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການຂັບຫຼາຍລະດັບຫຼາຍລະດັບໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຫຼາຍກ່ວາສິບເທົ່າຂອງໄດທີ່ໃຊ້ SMA ແບບດັ້ງເດີມ.ການສຶກສາຫຼັງຈາກນັ້ນລາຍງານຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນໂດຍໃຊ້ການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວລະຫວ່າງການອອກແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະຕົວແປການປ້ອນຂໍ້ມູນ.ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA (\(l_0\)), ມຸມ pinnate (\(\alpha\)) ແລະຈໍານວນຂອງສາຍດຽວ (n) ໃນແຕ່ລະ strands ບຸກຄົນມີຜົນກະທົບທາງລົບທີ່ເຂັ້ມແຂງກ່ຽວກັບຂະຫນາດຂອງກໍາລັງຂັບລົດ.ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​, ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ແຮງ​ດັນ​ການ​ປ້ອນ​ຂໍ້​ມູນ (ພະ​ລັງ​ງານ​) ໄດ້​ຫັນ​ອອກ​ຈະ​ມີ​ການ​ພົວ​ພັນ​ທາງ​ບວກ​.
ສາຍ SMA ສະແດງຜົນຄວາມຊົງຈຳຮູບຮ່າງ (SME) ທີ່ເຫັນຢູ່ໃນຄອບຄົວຂອງໂລຫະປະສົມ nickel-titanium (Ni-Ti).ໂດຍປົກກະຕິ, SMAs ສະແດງສອງໄລຍະທີ່ຂຶ້ນກັບອຸນຫະພູມ: ໄລຍະອຸນຫະພູມຕ່ໍາແລະໄລຍະອຸນຫະພູມສູງ.ທັງສອງໄລຍະມີຄຸນສົມບັດເປັນເອກະລັກເນື່ອງຈາກມີໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ໃນໄລຍະ austenite (ໄລຍະອຸນຫະພູມສູງ) ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຂ້າງເທິງອຸນຫະພູມການຫັນເປັນ, ອຸປະກອນການສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະ deformed ບໍ່ດີພໍພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ.ໂລຫະປະສົມປະຕິບັດຕົວຄືກັບສະແຕນເລດ, ດັ່ງນັ້ນມັນຈຶ່ງສາມາດທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນທີ່ສູງຂຶ້ນ.ການນໍາໃຊ້ປະໂຫຍດຂອງຄຸນສົມບັດຂອງໂລຫະປະສົມ Ni-Ti ນີ້, ສາຍ SMA ແມ່ນ slanted ເພື່ອສ້າງຕົວກະຕຸ້ນ.ຮູບແບບການວິເຄາະທີ່ເຫມາະສົມໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອເຂົ້າໃຈກົນໄກພື້ນຖານຂອງພຶດຕິກໍາຄວາມຮ້ອນຂອງ SMA ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງພາລາມິເຕີຕ່າງໆແລະເລຂາຄະນິດຕ່າງໆ.ຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີແມ່ນໄດ້ຮັບລະຫວ່າງຜົນການທົດລອງແລະການວິເຄາະ.
ການສຶກສາທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນຕົ້ນແບບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9a ເພື່ອປະເມີນການປະຕິບັດຂອງໄດ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA.ສອງຂອງຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ເກີດຈາກການຂັບ (ແຮງກ້າມ) ແລະອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (ອຸນຫະພູມ SMA), ໄດ້ຖືກວັດແທກໃນການທົດລອງ.ເມື່ອຄວາມແຕກຕ່າງກັນແຮງດັນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມຍາວທັງຫມົດຂອງສາຍໃນໄດ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍໄຟເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule.ແຮງດັນ input ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນສອງຮອບວຽນ 10-s (ສະແດງເປັນຈຸດສີແດງໃນຮູບ 2a, b) ທີ່ມີໄລຍະເວລາເຢັນ 15-s ລະຫວ່າງແຕ່ລະຮອບວຽນ.ຜົນບັງຄັບໃຊ້ການຂັດຂວາງໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເມື່ອຍລ້າ piezoelectric, ແລະການແຜ່ກະຈາຍອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໄດ້ຖືກຕິດຕາມໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງທາງວິທະຍາສາດ (ເບິ່ງລັກສະນະຂອງອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນຕາຕະລາງ 2).ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນໄລຍະແຮງດັນສູງ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍໄຟເພີ່ມຂຶ້ນ monotonically, ແຕ່ໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າໄຫຼ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍໄຟຍັງສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ.ໃນການຕິດຕັ້ງທົດລອງໃນປະຈຸບັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຫຼຸດລົງໃນລະຫວ່າງໄລຍະການເຮັດຄວາມເຢັນ, ແຕ່ວ່າມັນຍັງສູງກວ່າອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມ.ໃນຮູບ.2e ສະແດງພາບຖ່າຍຂອງອຸນຫະພູມຢູ່ໃນສາຍ SMA ທີ່ຖ່າຍຈາກກ້ອງ LWIR.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນຮູບ.2a ສະແດງຜົນບັງຄັບໃຊ້ສະກັດທີ່ຜະລິດໂດຍລະບົບຂັບ.ເມື່ອຜົນບັງຄັບໃຊ້ກ້າມຊີ້ນເກີນກໍາລັງການຟື້ນຟູຂອງພາກຮຽນ spring, ແຂນທີ່ສາມາດເຄື່ອນທີ່, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9a, ເລີ່ມເຄື່ອນທີ່.ທັນທີທີ່ການກະຕຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນ, ແຂນເຄື່ອນທີ່ເຂົ້າມາຕິດຕໍ່ກັບເຊັນເຊີ, ການສ້າງກໍາລັງຂອງຮ່າງກາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.2c, ງ.ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງສຸດຢູ່ໃກ້ກັບ \(84\,^{\circ}\hbox {C}\), ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດທີ່ສັງເກດໄດ້ແມ່ນ 105 N.
ເສັ້ນສະແດງສະແດງຜົນການທົດລອງຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແລະຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ຜະລິດໂດຍ SMA-based bimodal actuator ໃນລະຫວ່າງສອງຮອບ.ແຮງດັນ input ຖືກນໍາໃຊ້ໃນສອງຮອບ 10 ວິນາທີ (ສະແດງເປັນຈຸດສີແດງ) ທີ່ມີໄລຍະເວລາ 15 ວິນາທີ cool down ລະຫວ່າງແຕ່ລະຮອບ.ສາຍ SMA ທີ່ໃຊ້ໃນການທົດລອງແມ່ນສາຍໄຟ Flexinol ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 0.51 ມມ ຈາກ Dynalloy, Inc. (a) ເສັ້ນສະແດງສະແດງຜົນບັງຄັບໃຊ້ການທົດລອງທີ່ໄດ້ຮັບໃນໄລຍະສອງຮອບ, (c, d) ສະແດງສອງຕົວຢ່າງທີ່ເປັນເອກະລາດຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕົວກະຕຸ້ນແຂນໃນສາຍ PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer, (b) ໄລຍະເວລາສູງສຸດຂອງ Snap MA ສະແດງໃຫ້ເຫັນອຸນຫະພູມທັງຫມົດ (b) ໄລຍະເວລາຂອງ Snap. ຖ່າຍຈາກສາຍ SMA ໂດຍໃຊ້ FLIR ResearchIR software LWIR camera.ຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດທີ່ພິຈາລະນາໃນການທົດລອງແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນຕາຕະລາງ.ຫນຶ່ງ.
ຜົນການຈໍາລອງຂອງແບບຈໍາລອງທາງຄະນິດສາດແລະຜົນການທົດລອງໄດ້ຖືກປຽບທຽບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງແຮງດັນຂາເຂົ້າຂອງ 7V, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5.ອີງຕາມຜົນຂອງການວິເຄາະ parametric ແລະເພື່ອຫຼີກເວັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການ overheating ຂອງສາຍ SMA, ພະລັງງານຂອງ 11.2 W ໄດ້ຖືກສະຫນອງໃຫ້ແກ່ actuator.ການສະຫນອງພະລັງງານ DC ທີ່ສາມາດດໍາເນີນໂຄງການໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະຫນອງ 7V ເປັນແຮງດັນ input, ແລະປະຈຸບັນຂອງ 1.6A ໄດ້ຖືກວັດແທກໃນທົ່ວສາຍ.ຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍໄດແລະອຸນຫະພູມຂອງ SDR ເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອປະຈຸບັນຖືກນໍາໃຊ້.ດ້ວຍແຮງດັນ input ຂອງ 7V, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຜົນການຈໍາລອງແລະຜົນການທົດລອງຂອງວົງຈອນທໍາອິດແມ່ນ 78 N ແລະ 96 N, ຕາມລໍາດັບ.ໃນຮອບທີສອງ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດຂອງການຈໍາລອງແລະຜົນການທົດລອງແມ່ນ 150 N ແລະ 105 N, ຕາມລໍາດັບ.ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງການວັດແທກຜົນບັງຄັບ occlusion ແລະຂໍ້ມູນການທົດລອງອາດເປັນຍ້ອນວິທີການທີ່ໃຊ້ໃນການວັດແທກແຮງ occlusion.ຜົນໄດ້ຮັບການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບ.5a ສອດຄ່ອງກັບການວັດແທກຜົນບັງຄັບໃຊ້ລັອກ, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກວັດແທກໃນເວລາທີ່ shaft ຂັບຕິດຕໍ່ກັບ PACEline CFT / 5kN piezoelectric force transducer, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.2ວິ.ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອ shaft ຂັບບໍ່ໄດ້ຕິດຕໍ່ກັບເຊັນເຊີຜົນບັງຄັບໃຊ້ໃນຕອນຕົ້ນຂອງເຂດຄວາມເຢັນ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ທັນທີກາຍເປັນສູນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2d.ນອກຈາກນັ້ນ, ຕົວກໍານົດການອື່ນໆທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ໃນຮອບວຽນຕໍ່ມາແມ່ນຄ່າຂອງເວລາເຢັນແລະຄ່າສໍາປະສິດຂອງການໂອນຄວາມຮ້ອນ convective ໃນຮອບວຽນທີ່ຜ່ານມາ.ຈາກຮູບ.2b, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຫຼັງຈາກໄລຍະເວລາເຢັນ 15 ວິນາທີ, ສາຍ SMA ບໍ່ຮອດອຸນຫະພູມຫ້ອງແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນສູງກວ່າ (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) ໃນຮອບຂັບຂີ່ທີສອງທຽບກັບຮອບທໍາອິດ (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)).ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບວົງຈອນທໍາອິດ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຄັ້ງທີສອງເຖິງອຸນຫະພູມ austenite ເບື້ອງຕົ້ນ (\(A_s\)) ກ່ອນຫນ້ານີ້ແລະຢູ່ໃນໄລຍະການຫັນປ່ຽນຕໍ່ໄປອີກແລ້ວ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນແລະຜົນບັງຄັບໃຊ້.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການແຜ່ກະຈາຍຂອງອຸນຫະພູມໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການທົດລອງແລະການຈໍາລອງມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບຕົວຢ່າງຈາກການວິເຄາະດ້ານຄວາມຮ້ອນ.ການວິເຄາະປຽບທຽບຂໍ້ມູນຄວາມຮ້ອນຂອງສາຍ SMA ຈາກການທົດລອງແລະການຈໍາລອງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສອດຄ່ອງລະຫວ່າງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນແລະພາຍໃນຄວາມທົນທານທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສໍາລັບຂໍ້ມູນການທົດລອງ.ອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງສາຍ SMA, ໄດ້ມາຈາກຜົນຂອງການຈຳລອງ ແລະ ການທົດລອງຂອງວົງຈອນທຳອິດ, ແມ່ນ \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ແລະ \(75\,^{\circ }\hbox { C }\, ຕາມລຳດັບ ), ແລະໃນຮອບທີສອງ ອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງສາຍ SMA ແມ່ນ \(94\,\^,ci^, \(94\, 3) \(94\,)\,\,\) hbox {C}\).ຮູບແບບທີ່ພັດທະນາໂດຍພື້ນຖານຢືນຢັນຜົນກະທົບຂອງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຮູບຮ່າງ.ບົດບາດຂອງຄວາມເຫນື່ອຍລ້າແລະຄວາມຮ້ອນເກີນໄປບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາໃນການທົບທວນຄືນນີ້.ໃນອະນາຄົດ, ຮູບແບບຈະໄດ້ຮັບການປັບປຸງເພື່ອປະກອບມີປະຫວັດຄວາມກົດດັນຂອງສາຍ SMA, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດ້ານວິສະວະກໍາຫຼາຍຂຶ້ນ.ແຮງດັນຜົນຜະລິດແລະແຜນການອຸນຫະພູມ SMA ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຕັນ Simulink ແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມທົນທານທີ່ອະນຸຍາດຂອງຂໍ້ມູນການທົດລອງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງກໍາມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າຂອງ 7 V. ນີ້ຢືນຢັນຄວາມຖືກຕ້ອງແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຮູບແບບຄະນິດສາດທີ່ພັດທະນາ.
ຮູບແບບຄະນິດສາດໄດ້ຖືກພັດທະນາໃນສະພາບແວດລ້ອມ MathWorks Simulink R2020b ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນພື້ນຖານທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນພາກວິທີການ.ໃນຮູບ.3b ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນຜັງບລັອກຂອງຕົວແບບຄະນິດສາດ Simulink.ຮູບແບບດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກຈໍາລອງສໍາລັບກໍາມະຈອນແຮງດັນ input 7V ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2a, b.ຄ່າຂອງພາລາມິເຕີທີ່ໃຊ້ໃນການຈໍາລອງແມ່ນໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງ 1. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການຈໍາລອງຂອງຂະບວນການຊົ່ວຄາວໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນຮູບ 1 ແລະ 1. ຮູບ 3a ແລະ 4. ໃນຮູບ.4a,b ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຮງດັນ induced ໃນສາຍ SMA ແລະຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ຜະລິດໂດຍ actuator ເປັນຫນ້າທີ່ຂອງເວລາ. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ປີ້ນ​ກັບ​ກັນ (ການ​ໃຫ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ), ເມື່ອ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສາຍ SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມ​ເລີ່ມ​ຕົ້ນ​ໄລ​ຍະ austenite ປັບ​ປຸງ​ໂດຍ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ), ອັດ​ຕາ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ສ່ວນ​ປະ​ລິ​ມານ martensite (\(\dot{\xi }\)) ຈະ​ເປັນ​ສູນ. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ປີ້ນ​ກັບ​ກັນ (ການ​ໃຫ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ), ເມື່ອ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສາຍ SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມ​ເລີ່ມ​ຕົ້ນ​ໄລ​ຍະ austenite ປັບ​ປຸງ​ໂດຍ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ), ອັດ​ຕາ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ສ່ວນ​ປະ​ລິ​ມານ martensite (\(\dot{\xi }\)) ຈະ​ເປັນ​ສູນ. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (темоператлура на темфнатлура на фицированная напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\xi }\)) будет равно нулю. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ), ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA, \(T< A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງ austenite ທີ່ຖືກແກ້ໄຂຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນຂອງປະລິມານ 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擏）数的变化率（\(\dot{\xi }\)) 将为零.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 запетрания вкой на напряжение) скорость изменения объемной доли мартенсита (\( \dot{\xi }\)) будет равно нулю. ໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ) ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA \(T < A_s^{\prime}\) (ອຸນຫະພູມຂອງ nucleation ຂອງໄລຍະ austenite ໄດ້, ແກ້ໄຂຄວາມກົດດັນ), ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະລິມານຂອງ martensite (\( \dot{\xi }\)) ຈະເທົ່າກັບສູນ.ດັ່ງນັ້ນ, ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ (\(\dot{\sigma}\)) ຈະຂຶ້ນກັບອັດຕາ strain (\(\dot{\epsilon}\)) ແລະ gradient ອຸນຫະພູມ (\(\dot{T} \) ) ພຽງແຕ່ໃຊ້ສົມຜົນ (1).ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອສາຍ SMA ເພີ່ມຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມ ແລະຂ້າມ (\(A_s^{\prime}\)), ໄລຍະ austenite ຈະເລີ່ມປະກອບ, ແລະ (\(\dot{\xi}\)) ຈະຖືກເອົາເປັນຄ່າຂອງສົມຜົນ (3).ດັ່ງນັ້ນ, ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງແຮງດັນ (\(\dot{\sigma}\)) ແມ່ນຖືກຄວບຄຸມຮ່ວມກັນໂດຍ \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) ແລະ \(\dot{\xi}\) ເທົ່າກັບໃນສູດ (1).ນີ້ອະທິບາຍການປ່ຽນແປງ gradient ທີ່ສັງເກດເຫັນໃນແຜນທີ່ເວລາຄວາມກົດດັນແລະຜົນບັງຄັບໃຊ້ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4a, b.
(a) ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງອຸນຫະພູມແລະອຸນຫະພູມຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນໃນຕົວກະຕຸ້ນຕົວປ່ຽນແປງທີ່ອີງໃສ່ SMA.ເມື່ອອຸນຫະພູມເສັ້ນລວດຂ້າມອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຂອງ austenite ໃນຂັ້ນຕອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຂອງ austenite ທີ່ຖືກດັດແປງຈະເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະເຊັ່ນດຽວກັນ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງເສັ້ນລວດຂ້າມຜ່ານອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງ martensitic ໃນຂັ້ນຕອນການເຮັດຄວາມເຢັນ, ອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຂອງ martensitic ຫຼຸດລົງ.SMA ສໍາລັບການສ້າງແບບຈໍາລອງການວິເຄາະຂອງຂະບວນການ actuation.(ສໍາ​ລັບ​ການ​ເບິ່ງ​ລະ​ອຽດ​ຂອງ​ລະ​ບົບ​ຍ່ອຍ​ຂອງ​ແຕ່​ລະ​ຕົວ​ແບບ Simulink​, ເບິ່ງ​ພາກ​ສ່ວນ​ຜະ​ລິດ​ຕະ​ພັນ​ຂອງ​ໄຟລ​໌​ເສີມ​.)
ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະສໍາລັບການແຜ່ກະຈາຍພາລາມິເຕີທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນສໍາລັບສອງວົງຈອນຂອງແຮງດັນ input 7V (10 ວິນາທີ warm up cycles ແລະ 15 second cool down cycles).ໃນຂະນະທີ່ (ac) ແລະ (e) ສະແດງເຖິງການແຈກຢາຍຕາມເວລາ, ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, (d) ແລະ (f) ສະແດງການແຈກຢາຍດ້ວຍອຸນຫະພູມ.ສໍາລັບເງື່ອນໄຂການປ້ອນຂໍ້ມູນຕາມລໍາດັບ, ຄວາມກົດດັນທີ່ສັງເກດເຫັນສູງສຸດແມ່ນ 106 MPa (ຫນ້ອຍກວ່າ 345 MPa, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດຂອງສາຍ), ຜົນບັງຄັບໃຊ້ແມ່ນ 150 N, ການໂຍກຍ້າຍສູງສຸດແມ່ນ 270 µm, ແລະສ່ວນຫນ້ອຍຂອງປະລິມານ martensitic ແມ່ນ 0.91.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນແລະການປ່ຽນແປງສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະລິມານຂອງ martensite ກັບອຸນຫະພູມແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຄຸນລັກສະນະຂອງ hysteresis.
ຄໍາອະທິບາຍດຽວກັນໃຊ້ກັບການຫັນປ່ຽນໂດຍກົງ (ຄວາມເຢັນ) ຈາກໄລຍະ austenite ກັບໄລຍະ martensite, ບ່ອນທີ່ອຸນຫະພູມສາຍ SMA (T) ແລະອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍຂອງໄລຍະ martensite ແກ້ໄຂຄວາມກົດດັນ (\(M_f^{\prime}\ )) ແມ່ນດີເລີດ.ໃນຮູບ.4d,f ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ induced (\(\sigma\)) ແລະສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະລິມານຂອງ martensite (\(\xi\)) ໃນສາຍ SMA ເປັນຫນ້າທີ່ຂອງການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (T), ສໍາລັບທັງສອງວົງຈອນການຂັບລົດ.ໃນຮູບ.ຮູບ 3a ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ກັບເວລາໂດຍອີງຕາມກໍາມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ.ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກຮູບ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍໄຟຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍການສະຫນອງແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນຢູ່ທີ່ສູນແຮງດັນແລະຄວາມເຢັນ convective ຕໍ່ມາ.ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ໃຫ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ, retransformation ຂອງ martensite ກັບ​ໄລ​ຍະ austenite ຈະ​ເລີ່ມ​ຕົ້ນ​ເມື່ອ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສາຍ SMA (T) ຜ່ານ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ nucleation austenite ທີ່​ຖືກ​ແກ້​ໄຂ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ (\(A_s^{\prime}\)).ໃນໄລຍະນີ້, ສາຍ SMA ຖືກບີບອັດແລະຕົວກະຕຸ້ນສ້າງຜົນບັງຄັບໃຊ້.ນອກຈາກນີ້ໃນລະຫວ່າງການເຮັດຄວາມເຢັນ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA (T) ຂ້າມອຸນຫະພູມ nucleation ຂອງໄລຍະ martensite ແກ້ໄຂຄວາມກົດດັນ (\(M_s^{\prime}\)) ມີການຫັນປ່ຽນໃນທາງບວກຈາກໄລຍະ austenite ກັບໄລຍະ martensite.ແຮງຂັບຫຼຸດລົງ.
ລັກສະນະທີ່ມີຄຸນນະພາບຕົ້ນຕໍຂອງການຂັບ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງ.ໃນກໍລະນີຂອງການປ້ອນຂໍ້ມູນກໍາມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule.ຄ່າເບື້ອງຕົ້ນຂອງສ່ວນສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\xi\)) ຖືກຕັ້ງເປັນ 1, ເນື່ອງຈາກວັດສະດຸເບື້ອງຕົ້ນຢູ່ໃນໄລຍະ martensitic ເຕັມ.ໃນຂະນະທີ່ສາຍໄຟຍັງສືບຕໍ່ຮ້ອນຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ຈະເກີນອຸນຫະພູມ austenite nucleation ທີ່ຖືກແກ້ໄຂດ້ວຍຄວາມກົດດັນ \(A_s^{\prime}\), ສົ່ງຜົນໃຫ້ສ່ວນຂອງປະລິມານ martensite ຫຼຸດລົງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 4c.ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນຮູບ.4e ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງ strokes ຂອງ actuator ໃນເວລາ, ແລະໃນ fig.5 - ແຮງ​ຂັບ​ໄລ່​ເປັນ​ຫນ້າ​ທີ່​ຂອງ​ເວ​ລາ​.ລະບົບສົມຜົນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງປະກອບມີອຸນຫະພູມ, ອັດຕາສ່ວນຂອງ martensite, ແລະຄວາມກົດດັນທີ່ພັດທະນາໃນສາຍ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການຫົດຕົວຂອງສາຍ SMA ແລະແຮງທີ່ຜະລິດໂດຍຕົວກະຕຸ້ນ.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.4d,f, ການປ່ຽນແປງຂອງແຮງດັນກັບອຸນຫະພູມແລະການປ່ຽນແປງສ່ວນສ່ວນປະລິມານ martensite ກັບອຸນຫະພູມກົງກັນກັບຄຸນລັກສະນະຂອງ hysteresis ຂອງ SMA ໃນກໍລະນີ simulated ຢູ່ 7 V.
ການປຽບທຽບຕົວກໍານົດການຂັບລົດໄດ້ຮັບໂດຍຜ່ານການທົດລອງແລະການຄິດໄລ່ການວິເຄາະ.ສາຍໄຟໄດ້ຖືກສົ່ງກັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ມີແຮງດັນຂອງ 7 V ເປັນເວລາ 10 ວິນາທີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງເປັນເວລາ 15 ວິນາທີ (ໄລຍະຄວາມເຢັນ) ໃນໄລຍະສອງຮອບ.ມຸມ pinnate ຖືກຕັ້ງເປັນ \(40^{\circ}\) ແລະຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA ໃນແຕ່ລະຂາ pinnate ແມ່ນຕັ້ງເປັນ 83mm.(a) ການ​ວັດ​ແທກ​ແຮງ​ຂັບ​ລົດ​ທີ່​ມີ load cell (b) ການ​ຕິດ​ຕາມ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສາຍ​ທີ່​ມີ​ກ້ອງ​ຖ່າຍ​ຮູບ infrared ຄວາມ​ຮ້ອນ​.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈອິດທິພົນຂອງຕົວກໍານົດການທາງດ້ານຮ່າງກາຍກ່ຽວກັບຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ຜະລິດໂດຍໄດ, ການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຕົວແບບທາງຄະນິດສາດຕໍ່ຕົວກໍານົດການທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ເລືອກໄດ້ຖືກປະຕິບັດ, ແລະຕົວກໍານົດການໄດ້ຖືກຈັດອັນດັບຕາມອິດທິພົນຂອງມັນ.ຫນ້າທໍາອິດ, ການເກັບຕົວຢ່າງຂອງຕົວກໍານົດການແບບຈໍາລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ຫຼັກການການອອກແບບທົດລອງທີ່ປະຕິບັດຕາມການແຈກຢາຍແບບດຽວກັນ (ເບິ່ງພາກເສີມກ່ຽວກັບການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວ).ໃນກໍລະນີນີ້, ຕົວກໍານົດການຂອງຕົວແບບປະກອບມີແຮງດັນຂາເຂົ້າ (\(V_{in}\)), ຄວາມຍາວສາຍ SMA ເບື້ອງຕົ້ນ (\(l_0\)), ມຸມສາມຫຼ່ຽມ (\(\alpha\)), ຄວາມຄົງທີ່ຂອງພາກຮຽນ spring bias (\( K_x\ )), ຄ່າສໍາປະສິດການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນ convective (\(h_T\)) ແລະຈໍານວນຂອງສາຂາ unimodal (n).ໃນຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກ້າມຊີ້ນສູງສຸດໄດ້ຖືກເລືອກເປັນຄວາມຕ້ອງການການອອກແບບການສຶກສາແລະຜົນກະທົບ parametric ຂອງແຕ່ລະຊຸດຂອງຕົວແປກ່ຽວກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງແມ່ນໄດ້ຮັບ.ແຜນຜັງພະຍຸທໍນາໂດສໍາລັບການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວແມ່ນໄດ້ມາຈາກຄ່າສໍາປະສິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງສໍາລັບແຕ່ລະພາລາມິເຕີ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6a.
(a) ຄ່າສໍາປະສິດການພົວພັນກັນຂອງຕົວກໍານົດການແບບຈໍາລອງແລະຜົນກະທົບຂອງພວກເຂົາຕໍ່ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດຂອງ 2500 ກຸ່ມທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຕົວກໍານົດການຂ້າງເທິງນີ້ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນດິນຕອນ tornado.ເສັ້ນສະແດງສະແດງໃຫ້ເຫັນການພົວພັນອັນດັບຂອງຕົວຊີ້ວັດຈໍານວນຫນຶ່ງ.ມັນເປັນທີ່ຊັດເຈນວ່າ \(V_{in}\) ເປັນພາລາມິເຕີດຽວທີ່ມີຄວາມສໍາພັນທາງບວກ, ແລະ \(l_0\) ແມ່ນພາລາມິເຕີທີ່ມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບສູງສຸດ.ຜົນກະທົບຂອງຕົວກໍານົດການຕ່າງໆໃນການປະສົມປະສານຕ່າງໆກ່ຽວກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກ້າມເນື້ອສູງສຸດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນ (b, c).\ (k_x \) ຕັ້ງແຕ່ 400 ຫາ 800 N / Mm ແລະ N_ {{"{\ {"
ໃນຮູບ.6a ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ດິນ​ຕອນ​ພະ​ຍຸ​ທໍ​ນາ​ໂດ​ຂອງ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ພົວ​ພັນ​ຕ່າງໆ​ສໍາ​ລັບ​ແຕ່​ລະ​ພາ​ລາ​ມິ​ເຕີ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ຕ້ອງ​ການ​ການ​ອອກ​ແບບ​ຜົນ​ບັງ​ຄັບ​ໃຊ້​ສູງ​ສຸດ​.ຈາກຮູບ.6a ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າພາລາມິເຕີແຮງດັນ (\(V_{in}\)) ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດ, ແລະຄ່າສໍາປະສິດການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນ convective (\(h_T\)), ມຸມແປວໄຟ (\( \alpha\)), ຄົງທີ່ຂອງພາກຮຽນ spring displacement ( \(K_x\)) ມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບກັບຜົນບັງຄັບໃຊ້ຂອງສາຍ, MA (0) ແລະຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງ S. branch (n) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັນດ້ານກົງກັນຂ້າມທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນກໍລະນີຂອງ correlation ໂດຍກົງໃນກໍລະນີທີ່ມີຄ່າທີ່ສູງກວ່າຂອງຄ່າສໍາປະສິດຄວາມສຳພັນຂອງແຮງດັນ (\(V_ {in}\)) ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າພາລາມິເຕີນີ້ມີຜົນກະທົບສູງສຸດຕໍ່ຜົນຜະລິດພະລັງງານ.ການວິເຄາະທີ່ຄ້າຍຄືກັນອີກອັນຫນຶ່ງວັດແທກຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດໂດຍການປະເມີນຜົນກະທົບຂອງຕົວກໍານົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການປະສົມປະສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສອງຊ່ອງຄອມພິວເຕີ້, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6b, c.\(V_{in}\) ແລະ \(l_0\), \(\alpha\) ແລະ \(l_0\) ມີ​ຮູບ​ແບບ​ທີ່​ຄ້າຍ​ຄື​ກັນ, ແລະ​ເສັ້ນ​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ \(V_{in}\) ແລະ \(\alpha\) ແລະ \(\alpha\) ມີ​ຮູບ​ແບບ​ທີ່​ຄ້າຍ​ຄື​ກັນ.ຄ່າທີ່ນ້ອຍກວ່າຂອງ \(l_0\) ສົ່ງຜົນໃຫ້ກຳລັງສູງສຸດທີ່ສູງຂຶ້ນ.ອີກສອງຕອນແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຮູບ 6a, ບ່ອນທີ່ n ແລະ \(K_x\) ມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບ ແລະ \(V_{in}\) ມີຄວາມສໍາພັນທາງບວກ.ການວິເຄາະນີ້ຊ່ວຍກໍານົດແລະປັບຕົວກໍານົດອິດທິພົນທີ່ຜົນບັງຄັບໃຊ້, ເສັ້ນເລືອດຕັນໃນແລະປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຂັບສາມາດປັບຕົວກັບຄວາມຕ້ອງການແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.
ວຽກງານການຄົ້ນຄວ້າໃນປະຈຸບັນແນະນໍາແລະສືບສວນການຂັບລໍາດັບຊັ້ນທີ່ມີລະດັບ N.ໃນລໍາດັບຊັ້ນສອງລະດັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 7a, ບ່ອນທີ່ແທນທີ່ຈະເປັນສາຍ SMA ຂອງແຕ່ລະຕົວກະຕຸ້ນລະດັບທໍາອິດ, ການຈັດລຽງ bimodal ແມ່ນບັນລຸໄດ້, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.9e.ໃນຮູບ.7c ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາຍ SMA ຖືກບາດແຜຢູ່ອ້ອມແຂນທີ່ເຄື່ອນທີ່ (ແຂນເສີມ) ທີ່ພຽງແຕ່ເຄື່ອນຍ້າຍໃນທິດທາງຕາມລວງຍາວ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ແຂນເຄື່ອນທີ່ຂັ້ນຕົ້ນຍັງສືບຕໍ່ເຄື່ອນທີ່ຄືກັບແຂນເຄື່ອນທີ່ຂອງຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍຂັ້ນຕອນທີ 1.ໂດຍປົກກະຕິ, N-stage drive ແມ່ນສ້າງໂດຍການປ່ຽນສາຍ SMA ຂັ້ນຕົ້ນຂອງ \(N-1\) ດ້ວຍ drive ຂັ້ນທຳອິດ.ດັ່ງນັ້ນ, ແຕ່ລະສາຂາຮຽນແບບໄດຂັ້ນທໍາອິດ, ຍົກເວັ້ນສາຂາທີ່ຖືສາຍຂອງມັນເອງ.ດ້ວຍວິທີນີ້, ໂຄງສ້າງທີ່ຕິດກັນສາມາດຖືກສ້າງຂື້ນທີ່ສ້າງກໍາລັງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຫຼາຍເທົ່າຂອງກໍາລັງຂອງໄດປະຖົມ.ໃນການສຶກສານີ້, ສໍາລັບແຕ່ລະຂັ້ນ, ຄວາມຍາວຂອງສາຍ SMA ທີ່ມີປະສິດຕິຜົນທັງຫມົດແມ່ນ 1 m ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບແບບຕາຕະລາງໃນຮູບ 7d.ກະແສໄຟຟ້າຜ່ານສາຍແຕ່ລະສາຍໃນການອອກແບບ unimodal ແຕ່ລະຄົນແລະຜົນ prestress ແລະແຮງດັນໄຟຟ້າໃນແຕ່ລະພາກສ່ວນສາຍ SMA ແມ່ນຄືກັນໃນແຕ່ລະລະດັບ.ອີງຕາມຕົວແບບການວິເຄາະຂອງພວກເຮົາ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ມີຄວາມສໍາພັນທາງບວກກັບລະດັບ, ໃນຂະນະທີ່ການຍ້າຍອອກມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບ.ໃນຂະນະດຽວກັນ, ໄດ້ມີການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງການຍົກຍ້າຍແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງກ້າມຊີ້ນ.ດັ່ງທີ່ເຫັນໃນຮູບ.7b, ໃນຂະນະທີ່ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສູງສຸດແມ່ນບັນລຸໄດ້ໃນຈໍານວນຊັ້ນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ, ການໂຍກຍ້າຍທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຊັ້ນຕ່ໍາສຸດ.ເມື່ອລະດັບລໍາດັບຊັ້ນຖືກຕັ້ງເປັນ \(N = 5\), ແຮງກ້າມສູງສຸດຂອງ 2.58 kN ໄດ້ຖືກພົບເຫັນດ້ວຍ 2 ຈັງຫວະທີ່ສັງເກດເຫັນ \(\upmu\)m.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການຂັບຂັ້ນຕອນທໍາອິດສ້າງກໍາລັງ 150 N ໃນຈັງຫວະ 277 \(\upmu\)m.ຕົວກະຕຸ້ນຫຼາຍລະດັບສາມາດ mimic ກ້າມຊີ້ນຊີວະພາບທີ່ແທ້ຈິງ, ບ່ອນທີ່ກ້າມຊີ້ນທຽມໂດຍອີງໃສ່ໂລຫະປະສົມຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຮູບຮ່າງສາມາດສ້າງກໍາລັງທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍດ້ວຍການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຊັດເຈນແລະລະອຽດ.ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງການອອກແບບ miniaturized ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າລໍາດັບຊັ້ນເພີ່ມຂຶ້ນ, ການເຄື່ອນໄຫວຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະຄວາມສັບສົນຂອງຂະບວນການຜະລິດໄດເພີ່ມຂຶ້ນ.
(a) ສອງຂັ້ນຕອນ (\(N = 2\)) ຮູບຮ່າງເປັນຊັ້ນຂອງລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ໂລຫະປະສົມແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າ bimodal.ຮູບແບບທີ່ສະເຫນີແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການປ່ຽນສາຍ SMA ໃນຕົວກະຕຸ້ນຂັ້ນຕອນທໍາອິດທີ່ມີຕົວກະຕຸ້ນຊັ້ນດຽວ.(c) ການຕັ້ງຄ່າຜິດປົກກະຕິຂອງຕົວກະຕຸ້ນ multilayer ຂັ້ນຕອນທີສອງ.(b) ການແຜ່ກະຈາຍຂອງກໍາລັງແລະການຍົກຍ້າຍໂດຍອີງຕາມຈໍານວນຂອງລະດັບໄດ້ຖືກອະທິບາຍ.ມັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າແຮງດັນສູງສຸດຂອງຕົວກະຕຸ້ນແມ່ນມີຄວາມສໍາພັນທາງບວກກັບລະດັບຂະຫນາດໃນກາຟ, ໃນຂະນະທີ່ເສັ້ນເລືອດຕັນໃນມີຄວາມສໍາພັນທາງລົບກັບລະດັບຂະຫນາດ.ກະແສໄຟຟ້າ ແລະແຮງດັນໄຟຟ້າໃນສາຍແຕ່ລະສາຍຄົງທີ່ໃນທຸກລະດັບ.(d) ຕາຕະລາງສະແດງໃຫ້ເຫັນຈໍານວນຂອງ taps ແລະຄວາມຍາວຂອງສາຍ SMA (ເສັ້ນໃຍ) ໃນແຕ່ລະລະດັບ.ຄຸນລັກສະນະຂອງສາຍໄຟແມ່ນສະແດງໂດຍດັດຊະນີ 1, ແລະຈໍານວນຂອງສາຂາຮອງ (ຫນຶ່ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂາຕົ້ນຕໍ) ແມ່ນສະແດງໂດຍຕົວເລກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນຕົວຍ່ອຍ.ຕົວຢ່າງ, ໃນລະດັບ 5, \(n_1\) ຫມາຍເຖິງຈໍານວນສາຍ SMA ທີ່ມີຢູ່ໃນແຕ່ລະໂຄງສ້າງ bimodal, ແລະ \(n_5\) ຫມາຍເຖິງຈໍານວນຂາເສີມ (ຫນຶ່ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂາຕົ້ນຕໍ).
ວິທີການຕ່າງໆໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າຈໍານວນຫຼາຍເພື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງພຶດຕິກໍາຂອງ SMAs ທີ່ມີຄວາມຊົງຈໍາຂອງຮູບຮ່າງ, ເຊິ່ງຂຶ້ນກັບຄຸນສົມບັດຂອງ thermomechanical ທີ່ມາພ້ອມກັບການປ່ຽນແປງຂອງ macroscopic ໃນໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະ.ການສ້າງວິທີການສ້າງແມ່ນສະລັບສັບຊ້ອນ.ຮູບແບບ phenomenological ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນສະເຫນີໂດຍ Tanaka28 ແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກວິສະວະກໍາ.ຮູບແບບ phenomenological ທີ່ສະເຫນີໂດຍ Tanaka [28] ສົມມຸດວ່າສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະລິມານຂອງ martensite ແມ່ນຫນ້າທີ່ exponential ຂອງອຸນຫະພູມແລະຄວາມກົດດັນ.ຕໍ່ມາ, Liang ແລະ Rogers29 ແລະ Brinson30 ໄດ້ສະເຫນີຕົວແບບທີ່ນະໂຍບາຍດ້ານການປ່ຽນແປງໄລຍະໄດ້ຖືກສົມມຸດວ່າເປັນການທໍາງານຂອງ cosine ຂອງແຮງດັນແລະອຸນຫະພູມ, ມີການດັດແກ້ເລັກນ້ອຍກັບຕົວແບບ.Becker ແລະ Brinson ສະເຫນີຮູບແບບ kinetic ໂດຍອີງໃສ່ແຜນວາດໄລຍະເພື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງພຶດຕິກໍາຂອງວັດສະດຸ SMA ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດໂດຍຕົນເອງເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຫັນປ່ຽນບາງສ່ວນ.Banerjee32 ນຳໃຊ້ວິທີການສ້າງແຜນວາດໄລຍະ Bekker ແລະ Brinson31 ເພື່ອຈຳລອງຕົວຄວບຄຸມອິດສະລະພາບລະດັບດຽວທີ່ພັດທະນາໂດຍ Elahinia ແລະ Ahmadian33.ວິທີການ Kinetic ໂດຍອີງໃສ່ແຜນວາດໄລຍະ, ເຊິ່ງຄໍານຶງເຖິງການປ່ຽນແປງ nonmonotonic ໃນແຮງດັນກັບອຸນຫະພູມ, ແມ່ນຍາກທີ່ຈະປະຕິບັດໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກວິສະວະກໍາ.Elakhinia ແລະ Ahmadian ດຶງຄວາມສົນໃຈກັບຂໍ້ບົກຜ່ອງເຫຼົ່ານີ້ຂອງຕົວແບບປະກົດການທີ່ມີຢູ່ແລະສະເຫນີຮູບແບບ phenomenological ຂະຫຍາຍເພື່ອວິເຄາະແລະກໍານົດພຶດຕິກໍາຄວາມຊົງຈໍາພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ສັບສົນ.
ຮູບແບບໂຄງສ້າງຂອງສາຍ SMA ໃຫ້ຄວາມກົດດັນ (\(\sigma\)), ເມື່ອຍ (\(\epsilon\)), ອຸນຫະພູມ (T), ແລະສ່ວນສ່ວນປະລິມານ martensite (\(\xi\)) ຂອງສາຍ SMA.ຮູບ​ແບບ​ການ​ປະ​ກອບ​ທາງ​ປະ​ກົດ​ຫມາຍ​ໄດ້​ຖືກ​ສະ​ເຫນີ​ຄັ້ງ​ທໍາ​ອິດ​ໂດຍ Tanaka28 ແລະ​ຕໍ່​ມາ​ໄດ້​ຮັບ​ຮອງ​ເອົາ​ໂດຍ Liang29 ແລະ Brinson30​.ອະນຸພັນຂອງສົມຜົນມີຮູບແບບ:
ບ່ອນທີ່ E ແມ່ນໂມດູລຂອງ SMA Young ທີ່ຂຶ້ນກັບໄລຍະທີ່ໄດ້ມາໂດຍໃຊ້ \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) ແລະ \(E_A\) ແລະ \(E_M\) ທີ່ເປັນຕົວແທນຂອງໂມດູລຂອງ Young ແມ່ນໄລຍະ austenitic ແລະ martensitic, ຕາມລໍາດັບ, ແລະຄ່າສໍາປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ (T\ta) ແມ່ນສະແດງໂດຍ.ປັດໄຈການປະກອບສ່ວນຂອງການປ່ຽນແປງໄລຍະແມ່ນ \(\Omega = -E \epsilon _L\) ແລະ \(\epsilon _L\) ແມ່ນສາຍພັນທີ່ຟື້ນຕົວສູງສຸດໃນສາຍ SMA.
ສົມຜົນການເຄື່ອນທີ່ຂອງໄລຍະກົງກັນກັບຟັງຊັນ cosine ທີ່ພັດທະນາໂດຍ Liang29 ແລະຕໍ່ມາໄດ້ຮັບຮອງເອົາໂດຍ Brinson30 ແທນຟັງຊັນ exponential ທີ່ສະເໜີໂດຍ Tanaka28.ຮູບ​ແບບ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ໄລ​ຍະ​ແມ່ນ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ແບບ​ທີ່​ສະ​ເຫນີ​ໂດຍ Elakhinia ແລະ Ahmadian34 ແລະ​ການ​ປັບ​ປຸງ​ໂດຍ​ອີງ​ໃສ່​ເງື່ອນ​ໄຂ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ໄລ​ຍະ​ໄດ້​ໃຫ້​ໂດຍ Liang29 ແລະ Brinson30​.ເງື່ອນໄຂທີ່ໃຊ້ສໍາລັບຮູບແບບການຫັນປ່ຽນໄລຍະນີ້ແມ່ນຖືກຕ້ອງພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ thermomechanical ສະລັບສັບຊ້ອນ.ໃນແຕ່ລະຊ່ວງເວລາ, ມູນຄ່າຂອງສ່ວນຂອງປະລິມານຂອງ martensite ຖືກຄິດໄລ່ເມື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງສົມຜົນປະກອບ.
ສົມຜົນການຫັນປ່ຽນການປົກຄອງ, ສະແດງອອກໂດຍການຫັນປ່ຽນຂອງ martensite ເປັນ austenite ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມຮ້ອນ, ມີດັ່ງນີ້:
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 \(C_A\) ແລະເສັ້ນໂຄ້ງ \(C_A\) ແລະ ອຸນຫະພູມຂອງແອັບຯ. A_f\) – ການເລີ່ມຕົ້ນ ແລະຈຸດສິ້ນສຸດຂອງໄລຍະ austenite, ຕາມລໍາດັບ, ອຸນຫະພູມ.
ສົມຜົນການຄວບຄຸມການຫັນປ່ຽນໂດຍກົງ, ເປັນຕົວແທນໂດຍການຫັນເປັນໄລຍະຂອງ austenite ເປັນ martensite ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມເຢັນ, ແມ່ນ:
ບ່ອນທີ່ \ (\ xi _a \) ສ່ວນເສດຂອງ Martensite ທີ່ໄດ້ຮັບກ່ອນທີ່ຈະເປັນ () ຕາມລໍາດັບ.
ຫຼັງຈາກສົມຜົນ (3) ແລະ (4) ຖືກແຍກອອກແລ້ວ, ສົມຜົນການຫັນປ່ຽນແບບປີ້ນກັບ ແລະ ກົງແມ່ນງ່າຍເປັນຮູບແບບຕໍ່ໄປນີ້:
ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ຫັນ​ຫນ້າ​ແລະ​ກັບ​ຫຼັງ \(\eta _{\sigma}\) ແລະ \(\eta _{T}\) ເອົາ​ຄ່າ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​.ສົມຜົນພື້ນຖານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ \(\eta _{\sigma}\) ແລະ \(\eta _{T}\) ແມ່ນໄດ້ມາຈາກ ແລະສົນທະນາຢ່າງລະອຽດໃນພາກເພີ່ມເຕີມ.
ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແມ່ນມາຈາກຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ Joule.ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ດູດຊຶມຫຼືປ່ອຍອອກມາໂດຍສາຍ SMA ແມ່ນສະແດງໂດຍຄວາມຮ້ອນ latent ຂອງການຫັນເປັນ.ການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນໃນສາຍ SMA ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກການບັງຄັບ convection, ແລະເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງລັງສີ negligible, ສົມຜົນການດຸ່ນດ່ຽງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(m_{wire}\) ແມ່ນມະຫາຊົນທັງຫມົດຂອງສາຍ SMA, \(c_{p}\) ແມ່ນຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນສະເພາະຂອງ SMA, \(V_{in}\) ແມ່ນແຮງດັນທີ່ໃຊ້ກັບສາຍ, \(R_{ohm} \ ) – ການຕໍ່ຕ້ານໄລຍະ SMA, ກໍານົດເປັນ;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ໂດຍທີ່ \(r_M\ ) ແລະ \(r_A\) ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານໄລຍະ SMA ໃນ martensite ແລະ austenite, ຕາມລໍາດັບ, \(A_{c}\) ແມ່ນເສັ້ນລວດດ້ານຂອງ SMA , \ taຄວາມຮ້ອນ latent ຂອງການປ່ຽນແປງຂອງສາຍໄຟ, T ແລະ \(T_{\infty}\) ແມ່ນອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ແລະສະພາບແວດລ້ອມ, ຕາມລໍາດັບ.
ເມື່ອເສັ້ນລວດໂລຫະປະສົມຮູບຮ່າງຖືກກະຕຸ້ນ, ສາຍໄຟຈະບີບອັດ, ສ້າງແຮງໃນແຕ່ລະສາຂາຂອງການອອກແບບ bimodal ເອີ້ນວ່າຜົນບັງຄັບໃຊ້ເສັ້ນໄຍ.ກໍາລັງຂອງເສັ້ນໃຍໃນແຕ່ລະສາຍຂອງສາຍ SMA ຮ່ວມກັນສ້າງແຮງກ້າມເພື່ອກະຕຸ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9e.ເນື່ອງຈາກການປະກົດຕົວຂອງພາກຮຽນ spring biasing, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ກ້າມຊີ້ນທັງຫມົດຂອງ Nth multilayer actuator ແມ່ນ:
ການທົດແທນ \(N = 1\) ເຂົ້າໄປໃນສົມຜົນ (7), ຄວາມເຂັ້ມແຂງກ້າມຊີ້ນຂອງ prototype ໄດ bimodal ຂັ້ນຕອນທໍາອິດສາມາດໄດ້ຮັບດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ n ແມ່ນຈໍານວນຂາທີ່ບໍ່ຊ້ໍາກັນ, \(F_m\) ແມ່ນແຮງກ້າມທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການຂັບ, \​(F_f\) ແມ່ນຄວາມແຮງຂອງເສັ້ນໄຍໃນສາຍ SMA, \(K_x\) ແມ່ນຄວາມແຂງຂອງອະຄະຕິ.ພາກຮຽນ spring, \(\alpha\) ແມ່ນມຸມຂອງສາມຫຼ່ຽມ, \(x_0\) ແມ່ນການຊົດເຊີຍເບື້ອງຕົ້ນຂອງພາກຮຽນ spring bias ເພື່ອຖືສາຍ SMA ຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງທີ່ເຄັ່ງຕຶງກ່ອນ, ແລະ \(\Delta x\) ແມ່ນການເດີນທາງຂອງຕົວກະຕຸ້ນ.
ການຍ້າຍ ຫຼືການເຄື່ອນໄຫວທັງໝົດຂອງໄດ (\(\Delta x\)) ຂຶ້ນກັບແຮງດັນ (\(\sigma\)) ແລະ strain (\(\epsilon\)) ໃນສາຍ SMA ຂອງຂັ້ນຕອນ Nth, ໄດຖືກຕັ້ງເປັນ (ເບິ່ງຮູບ ພາກສ່ວນເພີ່ມເຕີມຂອງຜົນຜະລິດ):
ສົມຜົນ kinematic ໃຫ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງການເສື່ອມສະພາບຂອງໄດ (\(\epsilon\)) ແລະການກະຈັດ ຫຼື ການກະຈັດ (\(\Delta x\)).ການຜິດປົກກະຕິຂອງສາຍ Arb ເປັນຫນ້າທີ່ຂອງຄວາມຍາວສາຍ Arb ເບື້ອງຕົ້ນ (\(l_0\)) ແລະຄວາມຍາວຂອງສາຍ (l) ໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ t ໃນຫນຶ່ງສາຂາ unimodal ແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) ແມ່ນໄດ້ໂດຍການໃຊ້ສູດໂຄຊິນໃນ \(\Delta\)ABB ', ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 8. ສໍາລັບຂັ້ນຕອນທໍາອິດ x (\) d (\) \ el = (\) \ d (\) \ (1 \ tael x) \ d (\) = (\ 1 \) ), ແລະ \(\alpha _1\) ແມ່ນ \(\alpha \) ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບທີ່ 8, ໂດຍການແຍກເວລາຈາກສົມຜົນ (11) ແລະການທົດແທນຄ່າຂອງ l, ອັດຕາເມື່ອຍສາມາດຂຽນເປັນ:
ບ່ອນທີ່ \(l_0\) ແມ່ນຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງສາຍ SMA, l ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງສາຍໄຟໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ t ໃນສາຂາດຽວ, \(\epsilon\) ແມ່ນການຜິດປົກກະຕິທີ່ພັດທະນາໃນສາຍ SMA, ແລະ \(\alpha \) ແມ່ນມຸມຂອງສາມຫຼ່ຽມ, \(\Delta x\) ແມ່ນການຊົດເຊີຍໄດ (ຕາມຮູບ 8).
ທັງໝົດ n ໂຄງສ້າງສູງສຸດດຽວ (\(n=6\) ໃນຮູບນີ້) ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດດ້ວຍ \(V_{in}\) ເປັນແຮງດັນຂາເຂົ້າ.ຂັ້ນຕອນທີ I: ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງສາຍ SMA ໃນການຕັ້ງຄ່າ bimodal ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງແຮງດັນສູນ ຂັ້ນຕອນທີ II: ໂຄງສ້າງທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນບ່ອນທີ່ສາຍ SMA ຖືກບີບອັດເນື່ອງຈາກການແປງແບບກົງກັນຂ້າມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໂດຍເສັ້ນສີແດງ.
ໃນຖານະເປັນຫຼັກຖານສະແດງຂອງແນວຄວາມຄິດ, ໄດ bimodal ທີ່ອີງໃສ່ SMA ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອທົດສອບການສືບພັນຂອງສົມຜົນທີ່ຕິດພັນກັບຜົນໄດ້ຮັບການທົດລອງ.ຮູບແບບ CAD ຂອງຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນ bimodal ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.9 ກ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນຮູບ.9c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການອອກແບບໃຫມ່ທີ່ສະເຫນີສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ prismatic rotational ໂດຍໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ສອງຍົນທີ່ມີໂຄງສ້າງ bimodal.ອົງປະກອບຂອງໄດໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍໃຊ້ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໃນເຄື່ອງພິມ 3D Ultimaker 3 Extended.ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການພິມ 3D ຂອງອົງປະກອບແມ່ນ polycarbonate ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບວັດສະດຸທີ່ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນຍ້ອນວ່າມັນແຂງແຮງ, ທົນທານແລະມີອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງແກ້ວສູງ (110-113 \(^{\circ }\) C).ນອກຈາກນັ້ນ, Dynalloy, Inc. ສາຍໂລຫະປະສົມຮູບຮ່າງ Flexinol ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການທົດລອງ, ແລະຄຸນສົມບັດວັດສະດຸທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບສາຍ Flexinol ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຈໍາລອງ.ສາຍ SMA ຫຼາຍເສັ້ນຖືກຈັດລຽງເປັນເສັ້ນໃຍທີ່ມີຢູ່ໃນການຈັດລຽງຂອງກ້າມຊີ້ນ bimodal ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບກໍາລັງສູງທີ່ຜະລິດໂດຍຕົວກະຕຸ້ນ multilayer, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9b, d.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9a, ມຸມສ້ວຍແຫຼມທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍສາຍແຂນ SMA ທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຖືກເອີ້ນວ່າມຸມ (\(\alpha\)).ດ້ວຍ clamps terminal ຕິດກັບ clamps ຊ້າຍແລະຂວາ, ສາຍ SMA ແມ່ນຖືຢູ່ໃນມຸມ bimodal ທີ່ຕ້ອງການ.ອຸປະກອນພາກຮຽນ spring ລໍາອຽງຖືຢູ່ໃນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ພາກຮຽນ spring ໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອປັບກຸ່ມການຂະຫຍາຍພາກຮຽນ spring bias ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕາມຈໍານວນ (n) ຂອງເສັ້ນໄຍ SMA.ນອກຈາກນັ້ນ, ສະຖານທີ່ຂອງຊິ້ນສ່ວນເຄື່ອນທີ່ໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອໃຫ້ສາຍ SMA ຖືກສໍາຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກສໍາລັບການບັງຄັບໃຫ້ convection cooling.ແຜ່ນດ້ານເທິງແລະລຸ່ມຂອງເຄື່ອງປະກອບທີ່ສາມາດຖອດອອກໄດ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາຍ SMA ເຢັນດ້ວຍແຜ່ນຕັດ extruded ທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ.ນອກຈາກນັ້ນ, ທັງສອງປາຍຂອງສາຍ CMA ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ປາຍຊ້າຍແລະຂວາ, ຕາມລໍາດັບ, ໂດຍວິທີການ crimp ເປັນ.plunger ແມ່ນຕິດກັບສົ້ນຫນຶ່ງຂອງອຸປະກອນທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ເພື່ອຮັກສາການເກັບກູ້ລະຫວ່າງແຜ່ນເທິງແລະລຸ່ມ.plunger ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອນໍາໃຊ້ຜົນບັງຄັບໃຊ້ສະກັດກັບເຊັນເຊີໂດຍຜ່ານການຕິດຕໍ່ເພື່ອວັດແທກຜົນບັງຄັບໃຊ້ສະກັດໃນເວລາທີ່ສາຍ SMA ຖືກກະຕຸ້ນ.
ໂຄງສ້າງກ້າມເນື້ອ bimodal SMA ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າເປັນຊຸດແລະຂັບເຄື່ອນໂດຍແຮງດັນຂອງກໍາມະຈອນປ້ອນຂໍ້ມູນ.ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນກໍາມະຈອນຂອງແຮງດັນ, ໃນເວລາທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກນໍາໃຊ້ແລະສາຍ SMA ແມ່ນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂ້າງເທິງອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນຂອງ austenite, ຄວາມຍາວຂອງສາຍໃນແຕ່ລະສາຍແມ່ນສັ້ນລົງ.ການຖອດຖອນນີ້ກະຕຸ້ນການປະກອບແຂນຍ່ອຍທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້.ໃນເວລາທີ່ແຮງດັນແມ່ນສູນໃນວົງຈອນດຽວກັນ, ສາຍ SMA ຄວາມຮ້ອນໄດ້ cooled ຕ່ໍາກວ່າອຸນຫະພູມຂອງຫນ້າດິນ martensite, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກັບຄືນສູ່ຕໍາແຫນ່ງເດີມ.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນສູນ, ສາຍ SMA ທໍາອິດຖືກຍືດຍາວໂດຍພາກຮຽນ spring ລໍາອຽງເພື່ອບັນລຸສະຖານະ martensitic ທີ່ໄດ້ກໍານົດໄວ້.ສະກູ, ໂດຍຜ່ານທີ່ສາຍ SMA ຜ່ານ, ເຄື່ອນທີ່ເນື່ອງຈາກການບີບອັດທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການໃຊ້ກໍາມະຈອນເຕັ້ນແຮງດັນກັບສາຍ SMA (SPA ຮອດໄລຍະ austenite), ຊຶ່ງນໍາໄປສູ່ການກະຕຸ້ນຂອງ lever ເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້.ເມື່ອສາຍ SMA ຖືກຖອດອອກ, ພາກຮຽນ spring ລໍາອຽງສ້າງຜົນບັງຄັບໃຊ້ກົງກັນຂ້າມໂດຍການຍືດພາກຮຽນ spring ຕື່ມອີກ.ໃນເວລາທີ່ຄວາມກົດດັນໃນແຮງດັນໄຟຟ້າແຮງດັນກາຍເປັນສູນ, ສາຍ SMA elongates ແລະການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງຂອງຕົນເນື່ອງຈາກການບັງຄັບໃຫ້ convection cooling, ເຖິງໄລຍະ martensitic double.
ລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນທີ່ອີງໃສ່ SMA ທີ່ສະເຫນີມີການຕັ້ງຄ່າ bimodal ເຊິ່ງສາຍ SMA ແມ່ນມຸມ.(a) depicts a CAD model of the prototype, which mentions some of the components and their meaning for the prototype , (b, d) ເປັນຕົວແທນຂອງ prototype ທົດລອງພັດທະນາໄດ້ພັດທະນາ.ໃນຂະນະທີ່ (b) ສະແດງມຸມເບິ່ງດ້ານເທິງຂອງຕົ້ນແບບທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າແລະລໍາຕົ້ນທີ່ມີຄວາມລໍາອຽງແລະເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ໃຊ້, (d) ສະແດງໃຫ້ເຫັນທັດສະນະຂອງການຕິດຕັ້ງ.(e) ແຜນວາດຂອງລະບົບ actuation ເສັ້ນທີ່ມີສາຍ SMA ວາງ bimodally ໃນທຸກເວລາ t, ສະແດງໃຫ້ເຫັນທິດທາງແລະແນ່ນອນຂອງເສັ້ນໄຍແລະກ້າມເນື້ອ.(c) ການເຊື່ອມຕໍ່ prismatic rotational 2-DOF ໄດ້ຖືກສະເຫນີສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຕົວກະຕຸ້ນ SMA ທີ່ມີສອງຍົນ.ດັ່ງທີ່ສະແດງ, ການເຊື່ອມຕໍ່ສົ່ງການເຄື່ອນໄຫວເສັ້ນຈາກໄດລຸ່ມໄປຫາແຂນເທິງ, ສ້າງການເຊື່ອມຕໍ່ແບບຫມຸນ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄູ່ຂອງ prisms ແມ່ນຄືກັນກັບການເຄື່ອນໄຫວຂອງ multilayer first stage drive.
ການສຶກສາທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນຕົ້ນແບບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9b ເພື່ອປະເມີນການປະຕິບັດຂອງໄດ bimodal ໂດຍອີງໃສ່ SMA.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 10a, ການຕິດຕັ້ງແບບທົດລອງປະກອບດ້ວຍການສະຫນອງພະລັງງານ DC ທີ່ສາມາດກໍານົດໄດ້ເພື່ອສະຫນອງແຮງດັນໄຟຟ້າເຂົ້າກັບສາຍ SMA.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.10b, ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເມື່ອຍລ້າ piezoelectric (PACEline CFT/5kN) ຖືກໃຊ້ເພື່ອວັດແທກແຮງບລັອກໂດຍໃຊ້ຕົວບັນທຶກຂໍ້ມູນ Graphtec GL-2000.ຂໍ້ມູນຖືກບັນທຶກໂດຍເຈົ້າພາບເພື່ອສຶກສາຕື່ມອີກ.ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມດັນ ແລະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສະຫນອງພະລັງງານຄົງທີ່ເພື່ອຜະລິດສັນຍານແຮງດັນ.ສັນຍານທີ່ສອດຄ້ອງກັນຖືກປ່ຽນເປັນຜົນຜະລິດພະລັງງານຕາມຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງເຊັນເຊີຜົນບັງຄັບໃຊ້ piezoelectric ແລະຕົວກໍານົດການອື່ນໆທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນຕາຕະລາງ 2. ເມື່ອໃຊ້ກໍາມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ສາຍ SMA ບີບອັດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕົວກະຕຸ້ນສ້າງແຮງດັນ.ຜົນໄດ້ຮັບການທົດລອງຂອງຜົນຜະລິດຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງກ້າມຊີ້ນໂດຍກໍາມະຈອນແຮງດັນ input ຂອງ 7 V ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບ.2 ກ.
(a) ລະບົບຕົວກະຕຸ້ນເສັ້ນຊື່ SMA ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນການທົດລອງເພື່ອວັດແທກແຮງທີ່ເກີດຈາກຕົວກະຕຸ້ນ.ຈຸລັງການໂຫຼດໄດ້ວັດແທກຜົນບັງຄັບໃຊ້ສະກັດກັ້ນແລະຖືກຂັບເຄື່ອນໂດຍການສະຫນອງພະລັງງານ 24 V DC.ການຫຼຸດລົງແຮງດັນ 7 V ຖືກນໍາໃຊ້ຕາມຄວາມຍາວທັງຫມົດຂອງສາຍໂດຍໃຊ້ GW Instek programmable DC power supply.ສາຍ SMA ຫົດຕົວຍ້ອນຄວາມຮ້ອນ, ແລະແຂນເຄື່ອນທີ່ຕິດຕໍ່ກັບຫ້ອງໂຫຼດແລະອອກແຮງສະກັດ.ຕາລາງການໂຫຼດແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວບັນທຶກຂໍ້ມູນ GL-2000 ແລະຂໍ້ມູນຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນໂຮດສໍາລັບການປະມວນຜົນຕໍ່ໄປ.(b) ແຜນວາດສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂອງອົງປະກອບຂອງການຕິດຕັ້ງທົດລອງສໍາລັບການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມແຂງກ້າມຊີ້ນ.
ໂລຫະປະສົມຄວາມຊົງຈໍາຮູບຮ່າງມີຄວາມຕື່ນເຕັ້ນໂດຍພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ສະນັ້ນອຸນຫະພູມກາຍເປັນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການສຶກສາປະກົດການຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຮູບຮ່າງ.ການທົດລອງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11a, ການວັດແທກຄວາມຮ້ອນແລະການວັດແທກອຸນຫະພູມໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນຕົວກະຕຸ້ນຕົວປ່ຽນແປງ SMA ແບບຕົ້ນແບບ.ແຫຼ່ງ DC ທີ່ຕັ້ງໂປຣແກຣມໄດ້ນຳໃຊ້ແຮງດັນຂາເຂົ້າໃສ່ສາຍ SMA ໃນການຕິດຕັ້ງແບບທົດລອງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 11b.ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ໄດ້ຖືກວັດແທກໃນເວລາຈິງໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ຄວາມລະອຽດສູງ (FLIR A655sc).ເຈົ້າພາບໃຊ້ຊອຟແວ ResearchIR ເພື່ອບັນທຶກຂໍ້ມູນສຳລັບການປະມວນຜົນຕໍ່ໄປ.ເມື່ອໃຊ້ກໍາມະຈອນແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມຂອງສາຍ SMA ເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ສາຍ SMA ຫົດຕົວ.ໃນຮູບ.ຮູບທີ 2b ສະແດງຜົນການທົດລອງຂອງອຸນຫະພູມສາຍ SMA ທຽບກັບເວລາຂອງກໍາມະຈອນແຮງດັນຂາເຂົ້າ 7V.