Nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി.നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്രൗസർ പതിപ്പിന് പരിമിതമായ CSS പിന്തുണയുണ്ട്.മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, നിങ്ങൾ ഒരു അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്‌ത ബ്രൗസർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ Internet Explorer-ൽ അനുയോജ്യത മോഡ് പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുക).അതിനിടയിൽ, തുടർച്ചയായ പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ശൈലികളും JavaScript ഇല്ലാതെ സൈറ്റ് റെൻഡർ ചെയ്യും.
ഉൽപ്പാദനത്തിലും വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷനിലും വിവിധ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്നതിന് ശരിയായ എക്‌സിറ്റേഷൻ ഫോഴ്‌സ് അല്ലെങ്കിൽ ടോർക്ക് പ്രയോഗിച്ച് നിയന്ത്രിത ചലനം സൃഷ്‌ടിക്കുകയും എല്ലായിടത്തും ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.വേഗതയേറിയതും ചെറുതും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവുമായ ഡ്രൈവുകളുടെ ആവശ്യകത ഡ്രൈവ് ഡിസൈനിലെ നവീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു.ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് (എസ്എംഎ) ഡ്രൈവുകൾ പരമ്പരാഗത ഡ്രൈവുകളെ അപേക്ഷിച്ച് നിരവധി ഗുണങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഉയർന്ന പവർ-ടു-വെയ്റ്റ് അനുപാതം ഉൾപ്പെടെ.ഈ പ്രബന്ധത്തിൽ, ബയോളജിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ തൂവൽ പേശികളുടെ ഗുണങ്ങളും എസ്എംഎകളുടെ തനതായ ഗുണങ്ങളും സമന്വയിപ്പിക്കുന്ന രണ്ട് തൂവലുകളുള്ള എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്റർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.ബിമോഡൽ എസ്എംഎ വയർ ക്രമീകരണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പുതിയ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ ഗണിതശാസ്ത്ര മാതൃക വികസിപ്പിച്ച് പരീക്ഷണാത്മകമായി പരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട് ഈ പഠനം മുമ്പത്തെ എസ്എംഎ ആക്യുവേറ്ററുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുകയും വിപുലീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അറിയപ്പെടുന്ന ഡ്രൈവുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പുതിയ ഡ്രൈവിന്റെ ആക്ച്വേഷൻ ഫോഴ്‌സ് കുറഞ്ഞത് 5 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ് (150 N വരെ).അനുരൂപമായ ശരീരഭാരം ഏകദേശം 67% ആണ്.ഡിസൈൻ പാരാമീറ്ററുകൾ ട്യൂൺ ചെയ്യുന്നതിനും പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലുകളുടെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ ഉപയോഗപ്രദമാണ്.ഡൈനാമിക്സ് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു മൾട്ടി-ലെവൽ Nth സ്റ്റേജ് ഡ്രൈവ് ഈ പഠനം കൂടുതൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.ബിൽഡിംഗ് ഓട്ടോമേഷൻ മുതൽ പ്രിസിഷൻ ഡ്രഗ് ഡെലിവറി സിസ്റ്റം വരെ എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡിപ്വാലറേറ്റ് മസിൽ ആക്യുവേറ്ററുകൾക്ക് വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുണ്ട്.
സസ്തനികളുടെ പേശീ ഘടന പോലെയുള്ള ജൈവ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് പല സൂക്ഷ്മമായ ആക്യുവേറ്ററുകളെ സജീവമാക്കാൻ കഴിയും1.സസ്തനികൾക്ക് വ്യത്യസ്‌തമായ പേശി ഘടനകളുണ്ട്, ഓരോന്നിനും ഒരു പ്രത്യേക ഉദ്ദേശ്യമുണ്ട്.എന്നിരുന്നാലും, സസ്തനികളുടെ പേശി ടിഷ്യുവിന്റെ ഘടനയിൽ ഭൂരിഭാഗവും രണ്ട് വിശാലമായ വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം.സമാന്തരവും പെനേറ്റും.ഹാംസ്ട്രിംഗുകളിലും മറ്റ് ഫ്ലെക്സറുകളിലും, പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, സമാന്തര മസ്കുലേച്ചറിന് സെൻട്രൽ ടെൻഡണിന് സമാന്തരമായി പേശി നാരുകൾ ഉണ്ട്.പേശി നാരുകളുടെ ശൃംഖല അണിനിരത്തുകയും അവയുടെ ചുറ്റുമുള്ള ബന്ധിത ടിഷ്യു ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തനപരമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ഈ പേശികൾക്ക് ഒരു വലിയ വിനോദയാത്ര (ശതമാനം ചുരുക്കൽ) ഉണ്ടെന്ന് പറയപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും അവയുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള പേശികളുടെ ശക്തി വളരെ പരിമിതമാണ്.നേരെമറിച്ച്, ട്രൈസെപ്സ് കാളക്കുട്ടിയുടെ പേശി 2 (ലാറ്ററൽ ഗ്യാസ്ട്രോക്നെമിയസ് (ജിഎൽ) 3, മീഡിയൽ ഗ്യാസ്ട്രോക്നെമിയസ് (ജിഎം) 4, സോലിയസ് (എസ്ഒഎൽ) എന്നിവയിലും എക്സ്റ്റൻസർ ഫെമോറിസ് (ക്വാഡ്രൈസെപ്സ്) 5,6 പെനേറ്റ് പേശി ടിഷ്യു ഓരോ പേശികളിലും കാണപ്പെടുന്നു7.ഒരു പിൻ ഘടനയിൽ, ബൈപെന്നേറ്റ് മസ്കുലേച്ചറിലെ പേശി നാരുകൾ കേന്ദ്ര ടെൻഡണിന്റെ ഇരുവശത്തും ചരിഞ്ഞ കോണുകളിൽ (പിന്നേറ്റ് കോണുകൾ) കാണപ്പെടുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, "പേന" എന്നർത്ഥമുള്ള "പെന്ന" എന്ന ലാറ്റിൻ വാക്കിൽ നിന്നാണ് പെനേറ്റ് വന്നത്.1 ന് തൂവൽ പോലെയുള്ള രൂപമുണ്ട്.പെനേറ്റ് പേശികളുടെ നാരുകൾ ചെറുതും പേശിയുടെ രേഖാംശ അച്ചുതണ്ടിലേക്ക് കോണാകൃതിയിലുള്ളതുമാണ്.പിന്നേറ്റ് ഘടന കാരണം, ഈ പേശികളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള ചലനശേഷി കുറയുന്നു, ഇത് ചുരുക്കൽ പ്രക്രിയയുടെ തിരശ്ചീനവും രേഖാംശവുമായ ഘടകങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.മറുവശത്ത്, ഈ പേശികളുടെ സജീവമാക്കൽ ഫിസിയോളജിക്കൽ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ അളക്കുന്ന രീതി കാരണം മൊത്തത്തിലുള്ള പേശികളുടെ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.അതിനാൽ, നൽകിയിരിക്കുന്ന ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയയിൽ, പെനേറ്റ് പേശികൾ ശക്തവും സമാന്തര നാരുകളുള്ള പേശികളേക്കാൾ ഉയർന്ന ശക്തികൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും.വ്യക്തിഗത നാരുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശക്തികൾ ആ പേശി ടിഷ്യുവിൽ മാക്രോസ്കോപ്പിക് തലത്തിൽ പേശി ശക്തികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.കൂടാതെ, വേഗത്തിലുള്ള ചുരുങ്ങൽ, ടെൻസൈൽ കേടുപാടുകൾക്കെതിരായ സംരക്ഷണം, കുഷ്യനിംഗ് തുടങ്ങിയ സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.മസിൽ ലൈനുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഫൈബർ ക്രമീകരണത്തിന്റെ തനതായ സവിശേഷതകളും ജ്യാമിതീയ സങ്കീർണ്ണതയും ചൂഷണം ചെയ്തുകൊണ്ട് ഫൈബർ ഇൻപുട്ടും മസിൽ പവർ ഔട്ട്പുട്ടും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ ഇത് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു.
ഒരു ബിമോഡൽ മസ്കുലർ ആർക്കിടെക്ചറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് നിലവിലുള്ള എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്റർ ഡിസൈനുകളുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമുകൾ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് (എ), എസ്എംഎ വയറുകളാൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കിയ കൈയുടെ ആകൃതിയിലുള്ള ഉപകരണം ഇരുചക്രവാഹനങ്ങളുള്ള ഓട്ടോണമസ് മൊബൈൽ റോബോട്ടിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന സ്പർശനശക്തിയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു., (ബി) റോബോട്ടിക് ഓർബിറ്റൽ പ്രോസ്റ്റസിസ് വിരോധമായി സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള എസ്എംഎ സ്പ്രിംഗ്-ലോഡഡ് ഓർബിറ്റൽ പ്രോസ്റ്റസിസ്.പ്രോസ്തെറ്റിക് കണ്ണിന്റെ സ്ഥാനം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് കണ്ണിന്റെ നേത്രപേശിയിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സിഗ്നലാണ്, (c) SMA ആക്യുവേറ്ററുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണവും കുറഞ്ഞ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും കാരണം വെള്ളത്തിനടിയിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.ഈ കോൺഫിഗറേഷനിൽ, മത്സ്യത്തിന്റെ ചലനം അനുകരിച്ച് തരംഗ ചലനം സൃഷ്ടിക്കാൻ SMA ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, (d) ചാനൽ 10-നുള്ളിലെ SMA വയറുകളുടെ ചലനത്താൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്ന ഇഞ്ച് വേം മോഷൻ തത്വം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു മൈക്രോ പൈപ്പ് പരിശോധന റോബോട്ട് സൃഷ്ടിക്കാൻ SMA ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പെനേറ്റ് പേശി ഘടനയിലെ പേശി നാരുകൾ.
മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വിപുലമായ പ്രയോഗങ്ങൾ കാരണം ആക്യുവേറ്ററുകൾ അവയുടെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.അതിനാൽ, ചെറുതും വേഗതയേറിയതും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവുമായ ഡ്രൈവുകളുടെ ആവശ്യകത നിർണായകമാണ്.ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും, പരമ്പരാഗത ഡ്രൈവുകൾ വിലയേറിയതും പരിപാലിക്കാൻ സമയമെടുക്കുന്നതുമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.ഹൈഡ്രോളിക്, ന്യൂമാറ്റിക് ആക്യുവേറ്ററുകൾ സങ്കീർണ്ണവും ചെലവേറിയതുമാണ്, അവ തേയ്മാനം, ലൂബ്രിക്കേഷൻ പ്രശ്നങ്ങൾ, ഘടക പരാജയം എന്നിവയ്ക്ക് വിധേയമാണ്.ഡിമാൻഡിനനുസരിച്ച്, സ്മാർട്ട് മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ചെലവ് കുറഞ്ഞതും വലുപ്പം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തതും നൂതനവുമായ ആക്യുവേറ്ററുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.ഈ ആവശ്യം നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് (എസ്എംഎ) ലേയേർഡ് ആക്യുവേറ്ററുകളെ കുറിച്ച് നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഗവേഷണം നോക്കുന്നു.ഹൈറാർക്കിക്കൽ ആക്യുവേറ്ററുകൾ അനന്യമാണ്, അവ വ്യതിരിക്തമായ നിരവധി ആക്യുവേറ്ററുകളെ ജ്യാമിതീയമായി സങ്കീർണ്ണമായ മാക്രോ സ്കെയിൽ സബ്സിസ്റ്റങ്ങളായി സംയോജിപ്പിച്ച് വർദ്ധിച്ചതും വിപുലീകരിച്ചതുമായ പ്രവർത്തനക്ഷമത നൽകുന്നു.ഇക്കാര്യത്തിൽ, മുകളിൽ വിവരിച്ച മനുഷ്യ പേശി ടിഷ്യു അത്തരം മൾട്ടിലേയേർഡ് ആക്ച്വേഷന്റെ മികച്ച മൾട്ടിലേയേർഡ് ഉദാഹരണം നൽകുന്നു.ബിമോഡൽ പേശികളിൽ നിലവിലുള്ള ഫൈബർ ഓറിയന്റേഷനുകളുമായി വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന നിരവധി വ്യക്തിഗത ഡ്രൈവ് ഘടകങ്ങളുള്ള (എസ്എംഎ വയറുകൾ) മൾട്ടി-ലെവൽ എസ്എംഎ ഡ്രൈവിനെ നിലവിലെ പഠനം വിവരിക്കുന്നു, ഇത് മൊത്തത്തിലുള്ള ഡ്രൈവ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
വൈദ്യുതോർജ്ജം പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ശക്തിയും സ്ഥാനചലനവും പോലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ പവർ ഔട്ട്പുട്ട് സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ഒരു ആക്യുവേറ്ററിന്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം.ഉയർന്ന താപനിലയിൽ അവയുടെ ആകൃതി പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്ന "സ്മാർട്ട്" മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഒരു വിഭാഗമാണ് ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ്കൾ.ഉയർന്ന ലോഡിന് കീഴിൽ, SMA വയറിന്റെ താപനിലയിലെ വർദ്ധനവ് ആകൃതി വീണ്ടെടുക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് നേരിട്ട് ബോണ്ടഡ് സ്‌മാർട്ട് മെറ്റീരിയലുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.അതേ സമയം, മെക്കാനിക്കൽ ലോഡുകൾക്ക് കീഴിൽ, എസ്എംഎകൾ പൊട്ടുന്നു.ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ, ഒരു ചാക്രിക ലോഡിന് മെക്കാനിക്കൽ എനർജി ആഗിരണം ചെയ്യാനും പുറത്തുവിടാനും കഴിയും, റിവേഴ്സിബിൾ ഹിസ്റ്റെററ്റിക് ആകൃതി മാറ്റങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.ഈ അദ്വിതീയ ഗുണവിശേഷതകൾ സെൻസറുകൾ, വൈബ്രേഷൻ ഡാംപിംഗ്, പ്രത്യേകിച്ച് ആക്യുവേറ്ററുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് എസ്എംഎയെ അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.ഇത് മനസ്സിൽ വെച്ചുകൊണ്ട്, SMA- അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡ്രൈവുകളിൽ ധാരാളം ഗവേഷണങ്ങൾ നടന്നിട്ടുണ്ട്.വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി വിവർത്തനവും റോട്ടറി ചലനവും നൽകുന്നതിനാണ് എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്ററുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത് എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്13,14,15.ചില റോട്ടറി ആക്യുവേറ്ററുകൾ വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഗവേഷകർക്ക് ലീനിയർ ആക്യുവേറ്ററുകളിൽ പ്രത്യേക താൽപ്പര്യമുണ്ട്.ഈ ലീനിയർ ആക്യുവേറ്ററുകളെ മൂന്ന് തരം ആക്യുവേറ്ററുകളായി തിരിക്കാം: വൺ-ഡൈമൻഷണൽ, ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ്, ഡിഫറൻഷ്യൽ ആക്യുവേറ്ററുകൾ 16 .തുടക്കത്തിൽ, എസ്എംഎയും മറ്റ് പരമ്പരാഗത ഡ്രൈവുകളും സംയോജിപ്പിച്ചാണ് ഹൈബ്രിഡ് ഡ്രൈവുകൾ സൃഷ്ടിച്ചത്.എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഹൈബ്രിഡ് ലീനിയർ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഉദാഹരണം, ഏകദേശം 100 N ന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫോഴ്‌സും ഗണ്യമായ സ്ഥാനചലനവും നൽകുന്നതിന് DC മോട്ടോറുള്ള ഒരു SMA വയർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
പൂർണ്ണമായും എസ്എംഎയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡ്രൈവുകളിലെ ആദ്യ സംഭവവികാസങ്ങളിലൊന്ന് എസ്എംഎ പാരലൽ ഡ്രൈവ് ആയിരുന്നു.ഒന്നിലധികം SMA വയറുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, എല്ലാ SMA18 വയറുകളും സമാന്തരമായി സ്ഥാപിച്ച് ഡ്രൈവിന്റെ പവർ ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനാണ് SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പാരലൽ ഡ്രൈവ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.ആക്യുവേറ്ററുകളുടെ സമാന്തര കണക്ഷന് കൂടുതൽ ശക്തി ആവശ്യമാണെന്ന് മാത്രമല്ല, ഒരു വയർ ഔട്ട്പുട്ട് പവർ പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്ററുകളുടെ മറ്റൊരു പോരായ്മ അവർക്ക് നേടാനാകുന്ന പരിമിതമായ യാത്രയാണ്.ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, സ്ഥാനചലനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും രേഖീയ ചലനം കൈവരിക്കുന്നതിനുമായി ഒരു വ്യതിചലിച്ച ഫ്ലെക്സിബിൾ ബീം അടങ്ങിയ ഒരു SMA കേബിൾ ബീം സൃഷ്ടിച്ചു, പക്ഷേ ഉയർന്ന ശക്തികൾ സൃഷ്ടിച്ചില്ല.ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ്‌കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റോബോട്ടുകൾക്കുള്ള മൃദുവായ രൂപഭേദം വരുത്താവുന്ന ഘടനകളും തുണിത്തരങ്ങളും പ്രാഥമികമായി ഇംപാക്ട് ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്20,21,22.ഉയർന്ന വേഗത ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി, മൈക്രോപമ്പ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി നേർത്ത ഫിലിം എസ്എംഎകൾ ഉപയോഗിച്ച് കോംപാക്റ്റ് ഡ്രൈവ് പമ്പുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.നേർത്ത ഫിലിം എസ്എംഎ മെംബ്രണിന്റെ ഡ്രൈവ് ഫ്രീക്വൻസി ഡ്രൈവറിന്റെ വേഗത നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്.അതിനാൽ, SMA സ്പ്രിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വടി മോട്ടോറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് SMA ലീനിയർ മോട്ടോറുകൾക്ക് മികച്ച ചലനാത്മക പ്രതികരണമുണ്ട്.സോഫ്റ്റ് റോബോട്ടിക്സും ഗ്രിപ്പിംഗ് ടെക്നോളജിയും എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റ് രണ്ട് ആപ്ലിക്കേഷനുകളാണ്.ഉദാഹരണത്തിന്, 25 N സ്പേസ് ക്ലാമ്പിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആക്യുവേറ്റർ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ, ഒരു ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് പാരലൽ ആക്യുവേറ്റർ 24 വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.മറ്റൊരു സാഹചര്യത്തിൽ, 30 N പരമാവധി വലിക്കുന്ന ശക്തി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ശേഷിയുള്ള എംബഡഡ് മാട്രിക്സ് ഉള്ള ഒരു വയർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് SMA സോഫ്റ്റ് ആക്യുവേറ്റർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവയുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കാരണം, ജൈവ പ്രതിഭാസങ്ങളെ അനുകരിക്കുന്ന ആക്യുവേറ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കാനും SMA-കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു വികസനത്തിൽ 12-സെൽ റോബോട്ടും ഉൾപ്പെടുന്നു, അത് SMA ഉള്ള ഒരു മണ്ണിരയെപ്പോലെയുള്ള ഒരു ജീവിയുടെ ബയോമിമെറ്റിക് ആണ്.
നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, നിലവിലുള്ള എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്ററുകളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന പരമാവധി ശക്തിക്ക് ഒരു പരിധിയുണ്ട്.ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ഈ പഠനം ഒരു ബയോമിമെറ്റിക് ബൈമോഡൽ പേശി ഘടന അവതരിപ്പിക്കുന്നു.ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് വയർ ഉപയോഗിച്ച് നയിക്കപ്പെടുന്നു.നിരവധി ആകൃതി മെമ്മറി അലോയ് വയറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്ന ഒരു വർഗ്ഗീകരണ സംവിധാനം ഇത് നൽകുന്നു.ഇന്നുവരെ, സമാനമായ വാസ്തുവിദ്യയുള്ള എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്ററുകളൊന്നും സാഹിത്യത്തിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടില്ല.ബൈമോഡൽ പേശി വിന്യാസ സമയത്ത് എസ്എംഎയുടെ സ്വഭാവം പഠിക്കുന്നതിനാണ് എസ്എംഎയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സവിശേഷവും പുതുമയുള്ളതുമായ ഈ സംവിധാനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.നിലവിലുള്ള എസ്എംഎ അധിഷ്ഠിത ആക്യുവേറ്ററുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം ഒരു ചെറിയ വോള്യത്തിൽ ഗണ്യമായി ഉയർന്ന ശക്തികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനായി ഒരു ബയോമിമെറ്റിക് ഡിപ്വാലറേറ്റ് ആക്യുവേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതായിരുന്നു.HVAC ബിൽഡിംഗ് ഓട്ടോമേഷനിലും കൺട്രോൾ സിസ്റ്റത്തിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത സ്റ്റെപ്പർ മോട്ടോർ ഡ്രൈവ് ഡ്രൈവുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നിർദ്ദിഷ്ട എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബിമോഡൽ ഡ്രൈവ് ഡിസൈൻ ഡ്രൈവ് മെക്കാനിസത്തിന്റെ ഭാരം 67% കുറയ്ക്കുന്നു.താഴെപ്പറയുന്നവയിൽ, "മസിൽ", "ഡ്രൈവ്" എന്നീ പദങ്ങൾ പരസ്പരം മാറിമാറി ഉപയോഗിക്കുന്നു.അത്തരമൊരു ഡ്രൈവിന്റെ മൾട്ടിഫിസിക്സ് സിമുലേഷൻ ഈ പഠനം അന്വേഷിക്കുന്നു.അത്തരം സംവിധാനങ്ങളുടെ മെക്കാനിക്കൽ സ്വഭാവം പരീക്ഷണാത്മകവും വിശകലനപരവുമായ രീതികളിലൂടെ പഠിച്ചു.7 V ന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിൽ ശക്തിയും താപനില വിതരണവും കൂടുതൽ അന്വേഷിച്ചു. തുടർന്ന്, പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളും ഔട്ട്പുട്ട് ശക്തിയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഒരു പാരാമെട്രിക് വിശകലനം നടത്തി.അവസാനമായി, ഹൈരാർക്കിക്കൽ ആക്യുവേറ്ററുകൾ വിഭാവനം ചെയ്യുകയും പ്രോസ്തെറ്റിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള കാന്തികേതര ആക്യുവേറ്ററുകൾക്ക് ഭാവിയിൽ സാധ്യതയുള്ള മേഖലയായി ഹൈറാർക്കിക്കൽ ലെവൽ ഇഫക്റ്റുകൾ നിർദ്ദേശിക്കുകയും ചെയ്തു.മേൽപ്പറഞ്ഞ പഠനങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, സിംഗിൾ-സ്റ്റേജ് ആർക്കിടെക്ചറിന്റെ ഉപയോഗം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത SMA- അധിഷ്ഠിത ആക്യുവേറ്ററുകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞത് നാലോ അഞ്ചോ ഇരട്ടി ശക്തികളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ഒരു മൾട്ടി-ലെവൽ മൾട്ടി-ലെവൽ ഡ്രൈവ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന അതേ ഡ്രൈവ് ഫോഴ്‌സ് പരമ്പരാഗത SMA- അധിഷ്‌ഠിത ഡ്രൈവുകളേക്കാൾ പത്തിരട്ടിയിലധികം ആണെന്ന് കാണിക്കുന്നു.വ്യത്യസ്ത ഡിസൈനുകളും ഇൻപുട്ട് വേരിയബിളുകളും തമ്മിലുള്ള സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനം ഉപയോഗിച്ച് പഠനം തുടർന്ന് പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു.SMA വയറിന്റെ പ്രാരംഭ ദൈർഘ്യം (\(l_0\)), പിന്നേറ്റ് ആംഗിൾ (\(\alpha\)) ഓരോ വ്യക്തിഗത സ്‌ട്രാൻഡിലുമുള്ള സിംഗിൾ സ്‌ട്രാൻഡുകളുടെ എണ്ണം (n) എന്നിവ ചാലകശക്തിയുടെ വ്യാപ്തിയെ ശക്തമായി പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു.ശക്തി, അതേസമയം ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് (ഊർജ്ജം) പോസിറ്റീവ് പരസ്പരബന്ധിതമായി മാറി.
SMA വയർ നിക്കൽ-ടൈറ്റാനിയം (Ni-Ti) അലോയ് കുടുംബത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഷേപ്പ് മെമ്മറി ഇഫക്റ്റ് (SME) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.സാധാരണഗതിയിൽ, SMA-കൾ രണ്ട് താപനില ആശ്രിത ഘട്ടങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു: താഴ്ന്ന താപനില ഘട്ടവും ഉയർന്ന താപനില ഘട്ടവും.വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം രണ്ട് ഘട്ടങ്ങൾക്കും അദ്വിതീയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.പരിവർത്തന ഊഷ്മാവിന് മുകളിലുള്ള ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിൽ (ഉയർന്ന താപനില ഘട്ടം) മെറ്റീരിയൽ ഉയർന്ന ശക്തി പ്രകടിപ്പിക്കുകയും ലോഡിന് കീഴിൽ മോശമായി രൂപഭേദം വരുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.അലോയ് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ പോലെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, അതിനാൽ ഉയർന്ന ആക്ച്വേഷൻ മർദ്ദത്തെ നേരിടാൻ ഇതിന് കഴിയും.Ni-Ti അലോയ്‌കളുടെ ഈ ഗുണം പ്രയോജനപ്പെടുത്തി, ഒരു ആക്യുവേറ്റർ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് SMA വയറുകൾ ചരിഞ്ഞിരിക്കുന്നു.വിവിധ പാരാമീറ്ററുകളുടെയും വിവിധ ജ്യാമിതികളുടെയും സ്വാധീനത്തിൽ SMA യുടെ താപ സ്വഭാവത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന മെക്കാനിക്സ് മനസ്സിലാക്കാൻ ഉചിതമായ വിശകലന മോഡലുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.പരീക്ഷണപരവും വിശകലനപരവുമായ ഫലങ്ങൾക്കിടയിൽ നല്ല യോജിപ്പ് ലഭിച്ചു.
SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ബൈമോഡൽ ഡ്രൈവിന്റെ പ്രകടനം വിലയിരുത്തുന്നതിന് ചിത്രം 9a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോടൈപ്പിൽ ഒരു പരീക്ഷണാത്മക പഠനം നടത്തി.ഈ ഗുണങ്ങളിൽ രണ്ടെണ്ണം, ഡ്രൈവ് (മസിൽ ഫോഴ്‌സ്), എസ്എംഎ വയറിന്റെ താപനില (എസ്എംഎ താപനില) എന്നിവയാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ബലം പരീക്ഷണാത്മകമായി അളന്നു.ഡ്രൈവിലെ വയറിന്റെ മുഴുവൻ നീളത്തിലും വോൾട്ടേജ് വ്യത്യാസം വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ, ജൂൾ ചൂടാക്കൽ പ്രഭാവം കാരണം വയറിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു.ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് രണ്ട് 10-s സൈക്കിളുകളിൽ (ചിത്രം 2a, b-ൽ ചുവന്ന ഡോട്ടുകളായി കാണിച്ചിരിക്കുന്നു) ഓരോ സൈക്കിളിനും ഇടയിൽ 15-സെക്കന്റ് കൂളിംഗ് കാലയളവ് നൽകി.ഒരു പീസോ ഇലക്ട്രിക് സ്‌ട്രെയിൻ ഗേജ് ഉപയോഗിച്ചാണ് തടയൽ ശക്തി അളക്കുന്നത്, കൂടാതെ SMA വയറിന്റെ താപനില വിതരണം തത്സമയം ഒരു ശാസ്ത്രീയ-ഗ്രേഡ് ഉയർന്ന മിഴിവുള്ള LWIR ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിച്ചു (പട്ടിക 2-ൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ കാണുക).ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഘട്ടത്തിൽ, വയറിന്റെ താപനില ഏകതാനമായി വർദ്ധിക്കുന്നതായി കാണിക്കുന്നു, എന്നാൽ കറന്റ് ഒഴുകുന്നില്ലെങ്കിൽ, വയറിന്റെ താപനില കുറയുന്നത് തുടരുന്നു.നിലവിലെ പരീക്ഷണാത്മക സജ്ജീകരണത്തിൽ, തണുപ്പിക്കൽ ഘട്ടത്തിൽ SMA വയറിന്റെ താപനില കുറഞ്ഞു, പക്ഷേ അത് അപ്പോഴും ആംബിയന്റ് താപനിലയ്ക്ക് മുകളിലായിരുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.LWIR ക്യാമറയിൽ നിന്ന് എടുത്ത SMA വയറിലെ താപനിലയുടെ ഒരു സ്നാപ്പ്ഷോട്ട് 2e കാണിക്കുന്നു.മറുവശത്ത്, അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ഡ്രൈവ് സിസ്റ്റം സൃഷ്ടിക്കുന്ന തടയൽ ശക്തി 2a കാണിക്കുന്നു.സ്പ്രിംഗിന്റെ പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്ന ശക്തിയെ പേശികളുടെ ശക്തി കവിയുമ്പോൾ, ചിത്രം 9 എയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചലിക്കുന്ന ഭുജം നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുന്നു.ആക്ച്വേഷൻ ആരംഭിച്ചയുടൻ, ചലിക്കുന്ന ഭുജം സെൻസറുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു, അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു ശരീരശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.2c, d.പരമാവധി താപനില \(84\,^{\circ}\hbox {C}\) ന് അടുത്തായിരിക്കുമ്പോൾ, പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ബലം 105 N ആണ്.
SMA വയറിന്റെ താപനിലയുടെയും രണ്ട് സൈക്കിളുകളിൽ SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബൈമോഡൽ ആക്യുവേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശക്തിയുടെയും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ ഗ്രാഫ് കാണിക്കുന്നു.ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് രണ്ട് 10 സെക്കൻഡ് സൈക്കിളുകളിൽ (ചുവന്ന ഡോട്ടുകളായി കാണിക്കുന്നു) ഓരോ സൈക്കിളിനും ഇടയിൽ 15 സെക്കൻഡ് കൂൾ ഡൗൺ പിരീഡിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു.പരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിച്ച SMA വയർ, Dynalloy, Inc.-ൽ നിന്നുള്ള 0.51 mm വ്യാസമുള്ള Flexinol വയർ ആയിരുന്നു. (a) ഗ്രാഫ് രണ്ട് സൈക്കിളുകളിൽ ലഭിച്ച പരീക്ഷണ ബലം കാണിക്കുന്നു, (c, d) ഒരു PACEline CFT/5kN പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഫോഴ്‌സ് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസറിൽ ചലിക്കുന്ന ആം ആക്യുവേറ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ രണ്ട് സ്വതന്ത്ര ഉദാഹരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. FLIR ResearchIR സോഫ്റ്റ്‌വെയർ LWIR ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് SMA വയറിൽ നിന്ന് എടുത്ത നാപ്ഷോട്ട്.പരീക്ഷണങ്ങളിൽ കണക്കിലെടുക്കുന്ന ജ്യാമിതീയ പാരാമീറ്ററുകൾ പട്ടികയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.ഒന്ന്.
ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലിന്റെ സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങളും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളും ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 7V ന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ അവസ്ഥയിൽ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു.പാരാമെട്രിക് വിശകലനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, എസ്എംഎ വയർ അമിതമായി ചൂടാക്കാനുള്ള സാധ്യത ഒഴിവാക്കുന്നതിന്, ആക്യുവേറ്ററിന് 11.2 W പവർ നൽകി.ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജായി 7V വിതരണം ചെയ്യാൻ ഒരു പ്രോഗ്രാമബിൾ DC പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ 1.6A യുടെ കറന്റ് വയറിലുടനീളം അളന്നു.കറന്റ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഡ്രൈവ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശക്തിയും SDR-ന്റെ താപനിലയും വർദ്ധിക്കുന്നു.7V ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിൽ, ആദ്യ സൈക്കിളിന്റെ സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങളിൽ നിന്നും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന പരമാവധി ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് യഥാക്രമം 78 N ഉം 96 N ഉം ആണ്.രണ്ടാമത്തെ സൈക്കിളിൽ, സിമുലേഷന്റെയും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളുടെയും പരമാവധി ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് യഥാക്രമം 150 N ഉം 105 N ഉം ആയിരുന്നു.ഒക്ലൂഷൻ ഫോഴ്‌സ് അളവുകളും പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയും തമ്മിലുള്ള പൊരുത്തക്കേട് ഒക്‌ലൂഷൻ ഫോഴ്‌സ് അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതി മൂലമാകാം.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ.5a ലോക്കിംഗ് ഫോഴ്‌സിന്റെ അളവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഡ്രൈവ് ഷാഫ്റ്റ് PACEline CFT/5kN പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഫോഴ്‌സ് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസറുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ അളന്നു.2സെ.അതിനാൽ, കൂളിംഗ് സോണിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഡ്രൈവ് ഷാഫ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ് സെൻസറുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്താത്തപ്പോൾ, ചിത്രം 2d ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ബലം ഉടൻ പൂജ്യമാകും.കൂടാതെ, തുടർന്നുള്ള ചക്രങ്ങളിലെ ശക്തിയുടെ രൂപീകരണത്തെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകൾ തണുപ്പിക്കൽ സമയത്തിന്റെ മൂല്യങ്ങളും മുൻ ചക്രത്തിലെ സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിന്റെ ഗുണകവുമാണ്.അത്തിപ്പഴത്തിൽ നിന്ന്.2b, 15 സെക്കൻഡ് കൂളിംഗ് കാലയളവിന് ശേഷം, SMA വയർ റൂം താപനിലയിൽ എത്തിയില്ല, അതിനാൽ രണ്ടാമത്തെ ഡ്രൈവിംഗ് സൈക്കിളിൽ ആദ്യ സൈക്കിളിനെ അപേക്ഷിച്ച് (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)) ഉയർന്ന പ്രാരംഭ താപനില (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) ഉണ്ടായിരുന്നു.അങ്ങനെ, ആദ്യ സൈക്കിളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, രണ്ടാമത്തെ തപീകരണ ചക്രത്തിലെ SMA വയറിന്റെ താപനില നേരത്തെയുള്ള പ്രാരംഭ ഓസ്റ്റനൈറ്റ് താപനിലയിൽ (\(A_s\)) എത്തുകയും പരിവർത്തന കാലയളവിൽ കൂടുതൽ സമയം തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സമ്മർദ്ദവും ബലവും ഉണ്ടാക്കുന്നു.മറുവശത്ത്, പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നും അനുകരണങ്ങളിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന ചൂടാക്കൽ, തണുപ്പിക്കൽ ചക്രങ്ങളിലെ താപനില വിതരണത്തിന് തെർമോഗ്രാഫിക് വിശകലനത്തിൽ നിന്നുള്ള ഉദാഹരണങ്ങളുമായി ഉയർന്ന ഗുണപരമായ സാമ്യമുണ്ട്.പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നും അനുകരണങ്ങളിൽ നിന്നുമുള്ള SMA വയർ തെർമൽ ഡാറ്റയുടെ താരതമ്യ വിശകലനം ചൂടാക്കൽ, തണുപ്പിക്കൽ സൈക്കിളുകളിലും പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയ്ക്കുള്ള സ്വീകാര്യമായ സഹിഷ്ണുതയിലും സ്ഥിരത കാണിച്ചു.ആദ്യ സൈക്കിളിന്റെ അനുകരണത്തിന്റെയും പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും ഫലങ്ങളിൽ നിന്നും ലഭിച്ച SMA വയറിന്റെ പരമാവധി താപനില \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ഒപ്പം \(75\,^{\circ }\hbox {C }\, യഥാക്രമം ) ആണ്, രണ്ടാമത്തെ സൈക്കിളിൽ SMA വയർ \(C^ {C }\) പരമാവധി താപനില \(C^_c},\(94\) ആണ്. \circ }\ hbox {C}\).അടിസ്ഥാനപരമായി വികസിപ്പിച്ച മോഡൽ ആകൃതി മെമ്മറി ഇഫക്റ്റിന്റെ പ്രഭാവം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.ഈ അവലോകനത്തിൽ ക്ഷീണത്തിന്റെയും അമിത ചൂടിന്റെയും പങ്ക് പരിഗണിച്ചില്ല.ഭാവിയിൽ, എസ്എംഎ വയറിന്റെ സ്ട്രെസ് ഹിസ്റ്ററി ഉൾപ്പെടുത്താൻ മോഡൽ മെച്ചപ്പെടുത്തും, ഇത് എൻജിനീയറിങ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാക്കും.സിമുലിങ്ക് ബ്ലോക്കിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ഡ്രൈവ് ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്‌സും SMA താപനില പ്ലോട്ടുകളും 7 V ന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസിന്റെ അവസ്ഥയിൽ പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയുടെ അനുവദനീയമായ സഹിഷ്ണുതയ്ക്കുള്ളിലാണ്. ഇത് വികസിപ്പിച്ച ഗണിത മോഡലിന്റെ കൃത്യതയും വിശ്വാസ്യതയും സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.
മെത്തഡ്സ് വിഭാഗത്തിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് MathWorks Simulink R2020b പരിതസ്ഥിതിയിൽ ഗണിതശാസ്ത്ര മാതൃക വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.3b സിമുലിങ്ക് ഗണിത മോഡലിന്റെ ഒരു ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം കാണിക്കുന്നു.ചിത്രം 2a, b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ 7V ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസിനായി മോഡൽ അനുകരിക്കപ്പെട്ടു.സിമുലേഷനിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന പരാമീറ്ററുകളുടെ മൂല്യങ്ങൾ പട്ടിക 1-ൽ പട്ടികപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയകളുടെ അനുകരണത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 1, 1 എന്നിവയിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ചിത്രം 3a, 4. ചിത്രം.4a,b, SMA വയറിലെ ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് വോൾട്ടേജും സമയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനമായി ആക്യുവേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശക്തിയും കാണിക്കുന്നു. റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ സമയത്ത് (താപനം), SMA വയർ താപനില, \(T <A_s^{\prime}\) (സ്ട്രെസ്-പരിഷ്കരിച്ച ഓസ്റ്റനൈറ്റ് ഘട്ടം ആരംഭ താപനില), മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷന്റെ (\(\dot{\xi }\)) മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് പൂജ്യമായിരിക്കും. റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ സമയത്ത് (താപനം), SMA വയർ താപനില, \(T <A_s^{\prime}\) (സ്ട്രെസ്-പരിഷ്കരിച്ച ഓസ്റ്റനൈറ്റ് ഘട്ടം ആരംഭ താപനില), മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷന്റെ (\(\dot{\ xi }\)) മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് പൂജ്യമായിരിക്കും. Во время обратного превращения (നാഗ്രേവ), കൊഗ്ദാ ടെംപെരതുറ പ്രോവോളോക്കി SMA, \(T <A_s^{\prime}\) (തെംപെര്യൂട്ട് ы, മോഡിഫിഷ്യൻ നപ്രിയജെനിം), സ്കോറോസ്റ്റ് ഇസ്മെനെനിയ ഒബ്ъഎമ്നൊയ് ഡോളി മാർട്ടെൻസിറ്റ (\(\dot{\ xi}\) ബുഡ് റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ സമയത്ത് (താപനം), SMA വയറിന്റെ താപനില, \(T < A_s^{\prime}\) (സ്ട്രെസ്-പരിഷ്കരിച്ച ഓസ്റ്റനൈറ്റ് ആരംഭ താപനില), മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷന്റെ (\(\dot{\ xi }\ )) മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് പൂജ്യമായിരിക്കും.在反向转变（加热）过程中，当SMA 线温度\(T <A_s^{\prime}\)（应力修正奥氏体相修正奥氏体相体体积分数的变化率（\(\dot{\ xi }\)) 将为零。在 反向 转变 （加热） 中 ， 当 当 当 线 温度 \ (t При обратном превращении (നഗ്രെവെ) പ്രി ടെംപെരറ്റൂരെ പ്രൊവോലൊക്കി СПФ \(T <A_s^{\പ്രൈം}\) (തെംപെരറ്റൂറുകളുടെ പ്രസിദ്ധീകരണം സിസ് പൊപ്രൊവ്കൊയ് നപ്ര്യജെനിഎ) സ്കൊരൊസ്ത്യ് ഒബ്ъഎമ്നൊയ് ഡോളി മാർട്ടെൻസിറ്റ (\( \dot{\ xi}\)) ബുഡ്.നോട്ട് SMA വയർ \(T < A_s^{\prime}\) താപനിലയിൽ റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ (താപനം) സമയത്ത് (ഓസ്റ്റനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയേഷന്റെ താപനില, സമ്മർദ്ദത്തിന് വേണ്ടി ശരിയാക്കുന്നു), മാർട്ടൻസിറ്റിന്റെ (\( \dot{\ xi }\)) വോളിയം ഭിന്നസംഖ്യയിലെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് പൂജ്യത്തിന് തുല്യമായിരിക്കും.അതിനാൽ, സ്ട്രെസ് മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് (\(\dot{\sigma}\)) സ്‌ട്രെയിൻ നിരക്കും (\(\dot{\epsilon}\)) താപനില ഗ്രേഡിയന്റും (\(\dot{T} \) ) സമവാക്യം (1) ഉപയോഗിച്ച് മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കും.എന്നിരുന്നാലും, SMA വയർ താപനിലയിൽ വർദ്ധിക്കുകയും (\(A_s^{\prime}\)) ക്രോസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടം രൂപപ്പെടാൻ തുടങ്ങുന്നു, കൂടാതെ (\(\dot{\xi}\)) സമവാക്യത്തിന്റെ നൽകിയിരിക്കുന്ന മൂല്യമായി കണക്കാക്കുന്നു ( 3).അതിനാൽ, വോൾട്ടേജിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക് (\(\dot{\sigma}\)) സംയുക്തമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നത് \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) ഒപ്പം \(\dot{\xi}\) ഫോർമുല (1) ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നതിന് തുല്യമായിരിക്കും.ചിത്രം 4a, b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചൂടാക്കൽ ചക്രത്തിൽ സമയ-വ്യത്യസ്‌ത സമ്മർദ്ദത്തിലും ഫോഴ്‌സ് മാപ്പുകളിലും കാണപ്പെടുന്ന ഗ്രേഡിയന്റ് മാറ്റങ്ങളെ ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു.
(a) SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡൈവാലറേറ്റ് ആക്യുവേറ്ററിൽ താപനില വിതരണവും സ്ട്രെസ്-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ജംഗ്ഷൻ താപനിലയും കാണിക്കുന്ന സിമുലേഷൻ ഫലം.ചൂടാക്കൽ ഘട്ടത്തിൽ വയർ താപനില ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ട്രാൻസിഷൻ താപനിലയെ മറികടക്കുമ്പോൾ, പരിഷ്കരിച്ച ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ട്രാൻസിഷൻ താപനില വർദ്ധിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു, അതുപോലെ, വയർ വടിയുടെ താപനില തണുപ്പിക്കൽ ഘട്ടത്തിൽ മാർട്ടൻസിറ്റിക് ട്രാൻസിഷൻ താപനിലയെ മറികടക്കുമ്പോൾ, മാർട്ടൻസിറ്റിക് പരിവർത്തന താപനില കുറയുന്നു.ആക്ച്വേഷൻ പ്രക്രിയയുടെ അനലിറ്റിക്കൽ മോഡലിംഗിനുള്ള എസ്എംഎ.(ഒരു സിമുലിങ്ക് മോഡലിന്റെ ഓരോ സബ്സിസ്റ്റത്തിന്റെയും വിശദമായ കാഴ്‌ചയ്‌ക്ക്, സപ്ലിമെന്ററി ഫയലിന്റെ അനുബന്ധ വിഭാഗം കാണുക.)
വ്യത്യസ്ത പാരാമീറ്റർ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷനുകൾക്കായുള്ള വിശകലനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ 7V ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ രണ്ട് സൈക്കിളുകൾക്കായി കാണിക്കുന്നു (10 സെക്കൻഡ് വാം അപ്പ് സൈക്കിളുകളും 15 സെക്കൻഡ് കൂൾ ഡൗൺ സൈക്കിളുകളും).(ac), (e) എന്നിവ കാലക്രമേണ വിതരണത്തെ ചിത്രീകരിക്കുമ്പോൾ, (d) ഉം (f) താപനിലയും ഉപയോഗിച്ച് വിതരണത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു.ബന്ധപ്പെട്ട ഇൻപുട്ട് വ്യവസ്ഥകൾക്ക്, പരമാവധി നിരീക്ഷിച്ച സമ്മർദ്ദം 106 MPa ആണ് (345 MPa-ൽ താഴെ, വയർ വിളവ് ശക്തി), ബലം 150 N ആണ്, പരമാവധി സ്ഥാനചലനം 270 µm ആണ്, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മാർട്ടൻസിറ്റിക് വോളിയം ഫ്രാക്ഷൻ 0.91 ആണ്.മറുവശത്ത്, സമ്മർദ്ദത്തിലെ മാറ്റവും താപനിലയോടൊപ്പം മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം ഭിന്നസംഖ്യയിലെ മാറ്റവും ഹിസ്റ്റെറിസിസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾക്ക് സമാനമാണ്.
ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് മാർട്ടെൻസൈറ്റ് ഘട്ടത്തിലേക്കുള്ള നേരിട്ടുള്ള പരിവർത്തനത്തിനും (തണുപ്പിക്കലിനും) ഇതേ വിശദീകരണം ബാധകമാണ്, ഇവിടെ SMA വയർ താപനിലയും (T) സ്ട്രെസ്-മോഡിഫൈഡ് മാർട്ടൻസൈറ്റ് ഘട്ടത്തിന്റെ അവസാന താപനിലയും (\(M_f^{\prime}\ )) മികച്ചതാണ്.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.4d,f രണ്ട് ഡ്രൈവിംഗ് സൈക്കിളുകൾക്കുമായി SMA വയറിലെ (T) താപനിലയിലെ മാറ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തനമായി SMA വയറിലെ പ്രേരിത സമ്മർദ്ദത്തിലും (\(\sigma\)) മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ (\(\xi\)) വോളിയം അംശത്തിലും മാറ്റം കാണിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസ് അനുസരിച്ച് സമയത്തിനനുസരിച്ച് SMA വയറിന്റെ താപനിലയിലെ മാറ്റം ചിത്രം 3a കാണിക്കുന്നു.ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ, പൂജ്യം വോൾട്ടേജിലും തുടർന്നുള്ള സംവഹന തണുപ്പിലും ഒരു താപ സ്രോതസ്സ് നൽകിക്കൊണ്ട് വയറിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നത് തുടരുന്നു.ചൂടാക്കുന്ന സമയത്ത്, SMA വയർ താപനില (T) സ്ട്രെസ് തിരുത്തിയ ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ന്യൂക്ലിയേഷൻ താപനില (\(A_s^{\prime}\)) മറികടക്കുമ്പോൾ, ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിലേക്ക് മാർട്ടെൻസൈറ്റിന്റെ പുനർപരിവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നു.ഈ ഘട്ടത്തിൽ, SMA വയർ കംപ്രസ് ചെയ്യുകയും ആക്യുവേറ്റർ ബലം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ, SMA വയർ (T) ന്റെ താപനില സ്ട്രെസ്-മോഡിഫൈഡ് മാർട്ടൻസൈറ്റ് ഫേസിന്റെ (\(M_s^{\prime}\)) ന്യൂക്ലിയേഷൻ താപനിലയെ മറികടക്കുമ്പോൾ, ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് മാർട്ടെൻസൈറ്റ് ഘട്ടത്തിലേക്ക് പോസിറ്റീവ് പരിവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നു.ഡ്രൈവ് ഫോഴ്സ് കുറയുന്നു.
SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബൈമോഡൽ ഡ്രൈവിന്റെ പ്രധാന ഗുണപരമായ വശങ്ങൾ സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കും.ഒരു വോൾട്ടേജ് പൾസ് ഇൻപുട്ടിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ജൂൾ ചൂടാക്കൽ പ്രഭാവം കാരണം SMA വയറിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു.മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷന്റെ (\(\xi\)) പ്രാരംഭ മൂല്യം 1 ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കാരണം മെറ്റീരിയൽ തുടക്കത്തിൽ പൂർണ്ണമായും മാർട്ടൻസിറ്റിക് ഘട്ടത്തിലാണ്.വയർ ചൂടാകുന്നത് തുടരുമ്പോൾ, SMA വയറിന്റെ താപനില സ്ട്രെസ്-കറക്റ്റഡ് ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ന്യൂക്ലിയേഷൻ താപനില \(A_s^{\prime}\) കവിയുന്നു, ഇത് ചിത്രം 4c-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷൻ കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.കൂടാതെ, അത്തിപ്പഴത്തിൽ.4e സമയത്തിലും അത്തിപ്പഴത്തിലും ആക്യുവേറ്ററിന്റെ സ്ട്രോക്കുകളുടെ വിതരണം കാണിക്കുന്നു.5 - സമയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനമെന്ന നിലയിൽ ചാലകശക്തി.സമവാക്യങ്ങളുടെ അനുബന്ധ സംവിധാനത്തിൽ താപനില, മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഭിന്നസംഖ്യ, വയറിൽ വികസിക്കുന്ന സമ്മർദ്ദം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് SMA വയർ ചുരുങ്ങുന്നതിനും ആക്യുവേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ബലത്തിനും കാരണമാകുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.4d,f, താപനിലയുമായുള്ള വോൾട്ടേജ് വ്യതിയാനവും താപനിലയുമായുള്ള മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷൻ വ്യതിയാനവും 7 V-ൽ സിമുലേറ്റഡ് കേസിൽ SMA-യുടെ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും വിശകലന കണക്കുകൂട്ടലുകളിലൂടെയും ഡ്രൈവിംഗ് പാരാമീറ്ററുകളുടെ താരതമ്യം ലഭിച്ചു.വയറുകൾ 10 സെക്കൻഡ് നേരത്തേക്ക് 7 V ന്റെ പൾസ്ഡ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന് വിധേയമാക്കി, തുടർന്ന് രണ്ട് സൈക്കിളുകളിൽ 15 സെക്കൻഡ് (കൂളിംഗ് ഘട്ടം) തണുപ്പിച്ചു.പിന്നേറ്റ് ആംഗിൾ \(40^{\circ}\) ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു കൂടാതെ ഓരോ പിൻ ലെഗിലെയും SMA വയറിന്റെ പ്രാരംഭ ദൈർഘ്യം 83mm ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.(എ) ഒരു ലോഡ് സെൽ ഉപയോഗിച്ച് ചാലകശക്തി അളക്കൽ (ബി) തെർമൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് വയർ താപനില നിരീക്ഷിക്കൽ.
ഡ്രൈവ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ശക്തിയിൽ ഫിസിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകളുടെ സ്വാധീനം മനസിലാക്കാൻ, തിരഞ്ഞെടുത്ത ഫിസിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകളിലേക്കുള്ള ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയുടെ ഒരു വിശകലനം നടത്തി, അവയുടെ സ്വാധീനം അനുസരിച്ച് പാരാമീറ്ററുകൾ റാങ്ക് ചെയ്തു.ആദ്യം, ഒരു ഏകീകൃത വിതരണത്തെ പിന്തുടർന്ന് പരീക്ഷണാത്മക ഡിസൈൻ തത്വങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകളുടെ സാമ്പിൾ ചെയ്തത് (സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അനുബന്ധ വിഭാഗം കാണുക).ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകളിൽ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് (\(V_{in}\)), പ്രാരംഭ SMA വയർ നീളം (\(l_0\)), ത്രികോണ ആംഗിൾ (\(\alpha\)), ബയസ് സ്പ്രിംഗ് കോൺസ്റ്റന്റ് (\( K_x\ )), സംവഹന താപ കൈമാറ്റ ഗുണകം (\(h_T\)) കൂടാതെ ഏകീകൃത ശാഖകളുടെ എണ്ണം (n) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.അടുത്ത ഘട്ടത്തിൽ, പീക്ക് പേശി ശക്തി ഒരു പഠന ഡിസൈൻ ആവശ്യകതയായി തിരഞ്ഞെടുത്തു, ഒപ്പം ശക്തിയിൽ ഓരോ സെറ്റ് വേരിയബിളുകളുടെയും പാരാമെട്രിക് ഇഫക്റ്റുകൾ ലഭിച്ചു.ചിത്രം 6a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തിനായുള്ള ടൊർണാഡോ പ്ലോട്ടുകൾ ഓരോ പരാമീറ്ററിനുമുള്ള പരസ്പര ബന്ധ ഗുണകങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്.
(എ) മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകളുടെ പരസ്പര ബന്ധ ഗുണക മൂല്യങ്ങളും മുകളിലുള്ള മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകളുടെ 2500 അദ്വിതീയ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ പരമാവധി ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫോഴ്‌സിൽ അവയുടെ സ്വാധീനവും ടൊർണാഡോ പ്ലോട്ടിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.നിരവധി സൂചകങ്ങളുടെ റാങ്ക് പരസ്പരബന്ധം ഗ്രാഫ് കാണിക്കുന്നു.പോസിറ്റീവ് കോറിലേഷനുള്ള ഒരേയൊരു പരാമീറ്റർ \(V_{in}\) ആണെന്നും ഏറ്റവും ഉയർന്ന നെഗറ്റീവ് കോറിലേഷൻ ഉള്ള പരാമീറ്ററാണ് \(l_0\) എന്നും വ്യക്തമാണ്.പീക്ക് പേശികളുടെ ശക്തിയിൽ വിവിധ കോമ്പിനേഷനുകളിലെ വിവിധ പാരാമീറ്ററുകളുടെ പ്രഭാവം (ബി, സി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.\(K_x\) 400 മുതൽ 800 N/m വരെയും n ശ്രേണി 4 മുതൽ 24 വരെയുമാണ്. വോൾട്ടേജ് (\(V_{in}\)) 4V-ൽ നിന്ന് 10V ആയും, വയർ നീളം (\(l_{0} \)) 40-ൽ നിന്ന് 100 mm ആയും മാറ്റി, \0 (\) ആംഗിൾ (\) \c, varied - 6 – ci, 0. }\).
അത്തിപ്പഴത്തിൽ.പീക്ക് ഡ്രൈവ് ഫോഴ്‌സ് ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകളുള്ള ഓരോ പാരാമീറ്ററിനും വിവിധ കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റുകളുടെ ഒരു ടൊർണാഡോ പ്ലോട്ട് 6a കാണിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ നിന്ന്.6a വോൾട്ടേജ് പാരാമീറ്റർ (\(V_{in}\)) പരമാവധി ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫോഴ്‌സുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും, സംവഹന ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (\(h_T\)), ഫ്ലേം ആംഗിൾ (\ (\alpha\)) , ഡിസ്‌പ്ലേസ്‌മെന്റ് സ്പ്രിംഗ് കോൺസ്റ്റന്റ് ( \(K_x\)) നെഗറ്റീവായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതായും കാണാം. n) നേരിട്ടുള്ള പരസ്പര ബന്ധത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ ശക്തമായ വിപരീത പരസ്പരബന്ധം കാണിക്കുന്നു, വോൾട്ടേജ് കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റെ ഉയർന്ന മൂല്യത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ (\(V_ {in}\)) ഈ പരാമീറ്റർ പവർ ഔട്ട്പുട്ടിൽ ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.സമാനമായ മറ്റൊരു വിശകലനം, ചിത്രം 6b, c-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, രണ്ട് കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ സ്‌പെയ്‌സുകളുടെ വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകളിൽ വ്യത്യസ്ത പാരാമീറ്ററുകളുടെ പ്രഭാവം വിലയിരുത്തുന്നതിലൂടെ പീക്ക് ഫോഴ്‌സ് അളക്കുന്നു.\(V_{in}\) കൂടാതെ \(l_0\), \(\alpha\) \(l_0\) എന്നിവയ്ക്ക് സമാനമായ പാറ്റേണുകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ \(V_{in}\) കൂടാതെ \(\alpha\ ) കൂടാതെ \(\alpha\) എന്നിവയ്ക്ക് സമാനമായ പാറ്റേണുകളുണ്ടെന്ന് ഗ്രാഫ് കാണിക്കുന്നു.\(l_0\) ന്റെ ചെറിയ മൂല്യങ്ങൾ ഉയർന്ന പീക്ക് ഫോഴ്‌സുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.മറ്റ് രണ്ട് പ്ലോട്ടുകൾ ചിത്രം 6a യുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ഇവിടെ n, \(K_x\) എന്നിവ നെഗറ്റീവ് പരസ്പരബന്ധിതവും \(V_{in}\) പോസിറ്റീവ് പരസ്പരബന്ധിതവുമാണ്.ഡ്രൈവ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫോഴ്‌സ്, സ്‌ട്രോക്ക്, കാര്യക്ഷമത എന്നിവ ആവശ്യകതകൾക്കും പ്രയോഗത്തിനും അനുയോജ്യമാക്കാൻ കഴിയുന്ന സ്വാധീനിക്കുന്ന പാരാമീറ്ററുകൾ നിർവചിക്കാനും ക്രമീകരിക്കാനും ഈ വിശകലനം സഹായിക്കുന്നു.
നിലവിലെ ഗവേഷണ പ്രവർത്തനങ്ങൾ N ലെവലുകളുള്ള ഹൈറാർക്കിക്കൽ ഡ്രൈവുകൾ പരിചയപ്പെടുത്തുകയും അന്വേഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ചിത്രം 7a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, രണ്ട്-ലെവൽ ശ്രേണിയിൽ, ആദ്യ ലെവൽ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ ഓരോ SMA വയറിനും പകരം, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു ബൈമോഡൽ ക്രമീകരണം കൈവരിക്കുന്നു.9ഇ.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.രേഖാംശ ദിശയിൽ മാത്രം ചലിക്കുന്ന ഒരു ചലിക്കുന്ന ഭുജത്തിന് (ഓക്സിലറി ഭുജം) ചുറ്റും SMA വയർ എങ്ങനെ ചുറ്റിത്തിരിയുന്നുവെന്ന് 7c കാണിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, പ്രാഥമിക ചലിക്കുന്ന ഭുജം 1st സ്റ്റേജ് മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ആക്യുവേറ്ററിന്റെ ചലിക്കുന്ന ഭുജത്തിന്റെ അതേ രീതിയിൽ ചലിക്കുന്നത് തുടരുന്നു.സാധാരണഗതിയിൽ, \(N-1\) സ്റ്റേജ് SMA വയർ ഒരു ഫസ്റ്റ്-സ്റ്റേജ് ഡ്രൈവ് ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചാണ് N-സ്റ്റേജ് ഡ്രൈവ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.തൽഫലമായി, ഓരോ ശാഖയും ആദ്യ ഘട്ട ഡ്രൈവ് അനുകരിക്കുന്നു, വയർ തന്നെ പിടിക്കുന്ന ബ്രാഞ്ച് ഒഴികെ.ഈ രീതിയിൽ, പ്രാഥമിക ഡ്രൈവുകളുടെ ശക്തികളേക്കാൾ നിരവധി മടങ്ങ് ശക്തികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന നെസ്റ്റഡ് ഘടനകൾ രൂപീകരിക്കാൻ കഴിയും.ഈ പഠനത്തിൽ, ഓരോ ലെവലിനും, ചിത്രം 7d-ൽ ടാബ്ലർ ഫോർമാറ്റിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മൊത്തം ഫലപ്രദമായ 1 മീറ്റർ SMA വയർ ദൈർഘ്യം കണക്കിലെടുക്കുന്നു.ഓരോ യൂണിമോഡൽ ഡിസൈനിലെയും ഓരോ വയറിലൂടെയുള്ള കറന്റും ഓരോ എസ്എംഎ വയർ സെഗ്‌മെന്റിലെയും തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പ്രെസ്‌ട്രസും വോൾട്ടേജും ഓരോ ലെവലിലും തുല്യമാണ്.ഞങ്ങളുടെ അനലിറ്റിക്കൽ മോഡൽ അനുസരിച്ച്, ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്‌സ് ലെവലുമായി പോസിറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അതേസമയം സ്ഥാനചലനം പ്രതികൂലമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.അതേ സമയം, സ്ഥാനചലനവും പേശികളുടെ ശക്തിയും തമ്മിൽ ഒരു വ്യാപാരം നടന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണുന്നത് പോലെ.7b, ഏറ്റവും കൂടുതൽ പാളികളിൽ പരമാവധി ബലം കൈവരിക്കുമ്പോൾ, ഏറ്റവും വലിയ സ്ഥാനചലനം ഏറ്റവും താഴ്ന്ന പാളിയിൽ കാണപ്പെടുന്നു.ശ്രേണിയുടെ തലം \(N=5\) ആയി സജ്ജീകരിച്ചപ്പോൾ, 2 നിരീക്ഷിച്ച സ്ട്രോക്കുകൾ \(\upmu\)m ഉപയോഗിച്ച് 2.58 kN ന്റെ പീക്ക് പേശി ബലം കണ്ടെത്തി.മറുവശത്ത്, ആദ്യ ഘട്ട ഡ്രൈവ് 277 \(\upmu\)m സ്ട്രോക്കിൽ 150 N ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.മൾട്ടി-ലെവൽ ആക്യുവേറ്ററുകൾക്ക് യഥാർത്ഥ ജൈവ പേശികളെ അനുകരിക്കാൻ കഴിയും, അവിടെ ആകൃതി മെമ്മറി അലോയ്കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കൃത്രിമ പേശികൾക്ക് കൃത്യമായതും സൂക്ഷ്മവുമായ ചലനങ്ങളോടെ ഗണ്യമായ ഉയർന്ന ശക്തികൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.ഈ മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് ഡിസൈനിന്റെ പരിമിതികൾ, ശ്രേണി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ചലനം വളരെ കുറയുകയും ഡ്രൈവ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ സങ്കീർണ്ണത വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്.
(എ) രണ്ട്-ഘട്ട (\(N=2\)) ലേയേർഡ് ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് ലീനിയർ ആക്യുവേറ്റർ സിസ്റ്റം ഒരു ബൈമോഡൽ കോൺഫിഗറേഷനിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.ആദ്യഘട്ട ലേയേർഡ് ആക്യുവേറ്ററിലെ എസ്എംഎ വയർ മാറ്റി മറ്റൊരു സിംഗിൾ സ്റ്റേജ് ലേയേർഡ് ആക്യുവേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് നിർദിഷ്ട മോഡൽ കൈവരിക്കാനാകും.(സി) രണ്ടാം ഘട്ട മൾട്ടിലെയർ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ രൂപഭേദം വരുത്തിയ കോൺഫിഗറേഷൻ.(ബി) ലെവലുകളുടെ എണ്ണം അനുസരിച്ച് ശക്തികളുടെയും സ്ഥാനചലനങ്ങളുടെയും വിതരണം വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു.ആക്യുവേറ്ററിന്റെ പീക്ക് ഫോഴ്‌സ് ഗ്രാഫിലെ സ്കെയിൽ ലെവലുമായി പോസിറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അതേസമയം സ്‌ട്രോക്ക് സ്കെയിൽ ലെവലുമായി നെഗറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.ഓരോ വയറിലെയും കറന്റും പ്രീ-വോൾട്ടേജും എല്ലാ തലങ്ങളിലും സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കും.(d) ഓരോ ലെവലിലും ടാപ്പുകളുടെ എണ്ണവും SMA വയറിന്റെ (ഫൈബർ) നീളവും പട്ടിക കാണിക്കുന്നു.വയറുകളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ സൂചിക 1 സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ദ്വിതീയ ശാഖകളുടെ എണ്ണം (പ്രൈമറി ലെഗുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒന്ന്) സബ്സ്ക്രിപ്റ്റിലെ ഏറ്റവും വലിയ സംഖ്യയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.ഉദാഹരണത്തിന്, ലെവൽ 5-ൽ, \(n_1\) എന്നത് ഓരോ ബൈമോഡൽ ഘടനയിലും ഉള്ള SMA വയറുകളുടെ എണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ \(n_5\) എന്നത് ഓക്സിലറി കാലുകളുടെ എണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (പ്രധാന കാലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒന്ന്).
ഫേസ് ട്രാൻസിഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിലെ മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് മാറ്റങ്ങളോടൊപ്പം വരുന്ന തെർമോമെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച്, ഷേപ്പ് മെമ്മറി ഉപയോഗിച്ച് SMA-കളുടെ സ്വഭാവം മാതൃകയാക്കാൻ പല ഗവേഷകരും വിവിധ രീതികൾ നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്.ഘടനാപരമായ രീതികളുടെ രൂപീകരണം അന്തർലീനമായി സങ്കീർണ്ണമാണ്.ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രതിഭാസ മാതൃക തനക28 നിർദ്ദേശിച്ചതാണ്, ഇത് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.തനക [28] നിർദ്ദേശിച്ച പ്രതിഭാസ മാതൃക, മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം അംശം താപനിലയുടെയും സമ്മർദ്ദത്തിന്റെയും ഒരു എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ ഫംഗ്‌ഷനാണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു.പിന്നീട്, Liang ഉം Rogers29 ഉം Brinson30 ഉം ഒരു മോഡൽ നിർദ്ദേശിച്ചു, അതിൽ ഘട്ടം സംക്രമണ ചലനാത്മകത വോൾട്ടേജിന്റെയും താപനിലയുടെയും ഒരു കോസൈൻ ഫംഗ്‌ഷൻ ആണെന്ന് അനുമാനിച്ചു, മോഡലിൽ ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തി.അനിയന്ത്രിതമായ ലോഡിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിലും ഭാഗിക സംക്രമണങ്ങളിലും SMA മെറ്റീരിയലുകളുടെ സ്വഭാവം മാതൃകയാക്കാൻ ബെക്കറും ബ്രിൻസണും ഒരു ഘട്ട ഡയഗ്രം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചലനാത്മക മോഡൽ നിർദ്ദേശിച്ചു.Elahinia, Ahmadian33 എന്നിവർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു ഫ്രീഡം മാനിപ്പുലേറ്ററിന്റെ ഒരു ഡിഗ്രി അനുകരിക്കാൻ Banerjee32 ബെക്കർ ആൻഡ് Brinson31 ഫേസ് ഡയഗ്രം ഡൈനാമിക്സ് രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഘട്ടം ഡയഗ്രമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചലനാത്മക രീതികൾ, താപനിലയോടൊപ്പം വോൾട്ടേജിലെ നോൺമോണോട്ടോണിക് മാറ്റം കണക്കിലെടുക്കുന്നു, ഇത് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.എലാഖിനിയയും അഹമ്മദീയനും നിലവിലുള്ള പ്രതിഭാസ മാതൃകകളുടെ ഈ പോരായ്മകളിലേക്ക് ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കുകയും ഏത് സങ്കീർണ്ണമായ ലോഡിംഗ് അവസ്ഥയിലും ആകൃതി മെമ്മറി സ്വഭാവം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനും നിർവചിക്കുന്നതിനുമായി ഒരു വിപുലമായ പ്രതിഭാസ മാതൃക നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.
SMA വയറിന്റെ ഘടനാപരമായ മാതൃക സമ്മർദ്ദം (\(\sigma\)), സ്ട്രെയിൻ (\(\epsilon\)), താപനില (T), SMA വയറിന്റെ മാർട്ടൻസൈറ്റ് വോളിയം ഫ്രാക്ഷൻ (\(\xi\)) എന്നിവ നൽകുന്നു.ഫിനോനോളജിക്കൽ കോൺസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടീവ് മോഡൽ ആദ്യം തനക 28 നിർദ്ദേശിച്ചു, പിന്നീട് ലിയാങ് 29, ബ്രിൻസൻ 30 എന്നിവ സ്വീകരിച്ചു.സമവാക്യത്തിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവിന് ഒരു രൂപമുണ്ട്:
യങ്ങിന്റെ മോഡുലസിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന \(\ഡിസ്‌പ്ലേസ്റ്റൈൽ E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) കൂടാതെ \(E_A\) കൂടാതെ \(E_M\) ഉപയോഗിച്ച് ലഭിച്ച ഘട്ടത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള എസ്എംഎ യങ്ങിന്റെ മോഡുലസാണ് E എന്നത് യങ്ങിന്റെ മോഡുലസിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.ഘട്ടം സംക്രമണ സംഭാവന ഘടകം \(\Omega = -E \epsilon _L\) ആണ്, കൂടാതെ \(\epsilon _L\) ആണ് SMA വയറിലെ പരമാവധി വീണ്ടെടുക്കാവുന്ന സ്ട്രെയിൻ.
ഫേസ് ഡൈനാമിക്സ് സമവാക്യം Liang29 വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത കോസൈൻ ഫംഗ്ഷനുമായി ഒത്തുപോകുന്നു, തനക28 നിർദ്ദേശിച്ച എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ ഫംഗ്‌ഷനുപകരം ബ്രിൻസൺ30 പിന്നീട് സ്വീകരിച്ചു.എലാഖിനിയയും അഹമ്മദിയനും 34 നിർദ്ദേശിച്ച മോഡലിന്റെ വിപുലീകരണമാണ് ഫേസ് ട്രാൻസിഷൻ മോഡൽ, കൂടാതെ Liang29 ഉം Brinson30 ഉം നൽകിയ ഘട്ട സംക്രമണ വ്യവസ്ഥകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പരിഷ്‌ക്കരിച്ചു.സങ്കീർണ്ണമായ തെർമോമെക്കാനിക്കൽ ലോഡുകളിൽ ഈ ഘട്ട സംക്രമണ മോഡലിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യവസ്ഥകൾ സാധുവാണ്.ഓരോ നിമിഷത്തിലും, ഘടനാപരമായ സമവാക്യം മാതൃകയാക്കുമ്പോൾ മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം ഭിന്നസംഖ്യയുടെ മൂല്യം കണക്കാക്കുന്നു.
ചൂടാക്കൽ സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാർട്ടെൻസൈറ്റിനെ ഓസ്റ്റിനൈറ്റിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ഭരണ പുനഃപരിവർത്തന സമവാക്യം ഇപ്രകാരമാണ്:
ഇവിടെ \(\xi\) എന്നത് മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം അംശമാണ്, \(\xi _M\) എന്നത് ചൂടാക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ലഭിച്ച മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം അംശമാണ്, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) കൂടാതെ \(C_A ആപ്പ്, പാരാ S_A, താപനില, \(C_A ആപ്പ്\) താപനില \) കൂടാതെ \(A_f\) - യഥാക്രമം ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിന്റെ തുടക്കവും അവസാനവും, താപനില.
നേരിട്ടുള്ള പരിവർത്തന നിയന്ത്രണ സമവാക്യം, തണുപ്പിക്കൽ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഓസ്റ്റിനൈറ്റിനെ മാർട്ടൻസൈറ്റിലേക്കുള്ള ഘട്ടം പരിവർത്തനം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു:
ഇവിടെ \(\xi _A\) എന്നത് തണുപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ലഭിച്ച മാർട്ടൻസൈറ്റിന്റെ വോളിയം അംശമാണ്, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) കൂടാതെ \ (C_M \) – കർഫ് ഫിറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ, T – SMA_ താപനില, പ്രാരംഭ താപനില യഥാക്രമം.
(3) ഉം (4) സമവാക്യങ്ങളും വേർതിരിച്ചതിനുശേഷം, വിപരീതവും നേരിട്ടുള്ളതുമായ പരിവർത്തന സമവാക്യങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രൂപത്തിലേക്ക് ലളിതമാക്കുന്നു:
മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും പരിവർത്തനം ചെയ്യുമ്പോൾ \(\eta _{\sigma}\) കൂടാതെ \(\eta _{T}\) വ്യത്യസ്ത മൂല്യങ്ങൾ എടുക്കുക.\(\eta _{\sigma}\), \(\eta _{T}\) എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അടിസ്ഥാന സമവാക്യങ്ങൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ് ഒരു അധിക വിഭാഗത്തിൽ വിശദമായി ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.
SMA വയറിന്റെ താപനില ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായ താപ ഊർജ്ജം വരുന്നത് ജൂൾ ഹീറ്റിംഗ് ഇഫക്റ്റിൽ നിന്നാണ്.എസ്എംഎ വയർ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതോ പുറത്തുവിടുന്നതോ ആയ താപ ഊർജ്ജം പരിവർത്തനത്തിന്റെ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ചൂട് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.SMA വയറിലെ താപനഷ്ടം നിർബന്ധിത സംവഹനം മൂലമാണ്, കൂടാതെ റേഡിയേഷന്റെ നിസ്സാരമായ പ്രഭാവം കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, താപ ഊർജ്ജ ബാലൻസ് സമവാക്യം ഇപ്രകാരമാണ്:
\(m_{wire}\) എന്നത് SMA വയറിന്റെ ആകെ പിണ്ഡമാണ്, \(c_{p}\) എന്നത് SMA-യുടെ പ്രത്യേക താപ ശേഷിയാണ്, \(V_{in}\) എന്നത് വയറിലേക്ക് പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജാണ്, \(R_{ohm} \ ) – ഘട്ടം-ആശ്രിത പ്രതിരോധം SMA, ഇങ്ങനെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്;\(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) ഇവിടെ \(r_M\) ഒപ്പം \(r_A\) യഥാക്രമം മാർട്ടെൻസൈറ്റ്, ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് എന്നിവയിലെ SMA ഫേസ് റെസിസ്റ്റിവിറ്റിയാണ്, \(A_{c}\) എന്നത് യഥാക്രമം, \(A_{c}\) എന്നത് \(A_{c}\) ആണ്.വയർ, T, \(T_{\infty}\) എന്നിവയുടെ സംക്രമണത്തിന്റെ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ചൂട് യഥാക്രമം SMA വയറിന്റെയും പരിസ്ഥിതിയുടെയും താപനിലയാണ്.
ഒരു ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ് വയർ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുമ്പോൾ, വയർ കംപ്രസ്സുചെയ്യുന്നു, ഫൈബർ ഫോഴ്‌സ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ബൈമോഡൽ ഡിസൈനിന്റെ ഓരോ ശാഖയിലും ഒരു ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.ചിത്രം 9e-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, SMA വയറിന്റെ ഓരോ സ്ട്രോണ്ടിലുമുള്ള നാരുകളുടെ ശക്തികൾ ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ പേശികളുടെ ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.ഒരു ബയസിംഗ് സ്പ്രിംഗിന്റെ സാന്നിധ്യം കാരണം, Nth മൾട്ടി ലെയർ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ മൊത്തം പേശി ബലം ഇതാണ്:
\(N = 1\) സമവാക്യത്തിലേക്ക് (7) പകരം വയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, ആദ്യ ഘട്ടത്തിലെ ബൈമോഡൽ ഡ്രൈവ് പ്രോട്ടോടൈപ്പിന്റെ പേശികളുടെ ശക്തി ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ ലഭിക്കും:
ഇവിടെ n എന്നത് ഏകീകൃത കാലുകളുടെ എണ്ണമാണ്, \(F_m\) എന്നത് ഡ്രൈവ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന പേശി ബലമാണ്, \(F_f\) എന്നത് SMA വയറിലെ ഫൈബർ ശക്തിയാണ്, \(K_x\) ബയസ് കാഠിന്യമാണ്.സ്പ്രിംഗ്, \(\ആൽഫ\) എന്നത് ത്രികോണത്തിന്റെ കോണാണ്, \(x_0\) എന്നത് എസ്എംഎ കേബിളിനെ പ്രീ-ടെൻഷൻ ചെയ്ത സ്ഥാനത്ത് പിടിക്കുന്നതിനുള്ള ബയസ് സ്പ്രിംഗിന്റെ പ്രാരംഭ ഓഫ്സെറ്റാണ്, കൂടാതെ \(\ഡെൽറ്റ x\) എന്നത് ആക്യുവേറ്റർ ട്രാവൽ ആണ്.
Nth സ്റ്റേജിലെ SMA വയറിലെ വോൾട്ടേജും (\(\sigma\)) സ്‌ട്രെയിനും (\(\epsilon\)) അനുസരിച്ച് ഡ്രൈവിന്റെ മൊത്തം സ്ഥാനചലനം അല്ലെങ്കിൽ ചലനം (\(\Delta x\)), ഡ്രൈവ് ഇതായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം കാണുക. ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ അധിക ഭാഗം):
ചലനാത്മക സമവാക്യങ്ങൾ ഡ്രൈവ് രൂപഭേദം (\(\epsilon\)) സ്ഥാനചലനം അല്ലെങ്കിൽ സ്ഥാനചലനം (\(\Delta x\)) എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം നൽകുന്നു.പ്രാരംഭ Arb വയർ നീളവും (\(l_0\)) വയർ നീളവും (l) ഒരു ഏകീകൃത ശാഖയിൽ ഏത് സമയത്തും t യുടെ പ്രവർത്തനമായി Arb വയറിന്റെ രൂപഭേദം ഇപ്രകാരമാണ്:
ഇവിടെ \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) എന്നത് \(\Delta\)ABB' എന്നതിലെ കോസൈൻ ഫോർമുല പ്രയോഗിച്ചാൽ ലഭിക്കുന്നതാണ്, ചിത്രം 8-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചിത്രം 8-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെയാണ്. ta x\), കൂടാതെ \(\alpha _1\) എന്നത് ചിത്രം 8-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ \(\alpha \) ആണ്, സമവാക്യം (11) ൽ നിന്ന് സമയം വ്യത്യാസപ്പെടുത്തി, l ന്റെ മൂല്യം മാറ്റിസ്ഥാപിച്ച്, സ്‌ട്രെയിൻ നിരക്ക് ഇങ്ങനെ എഴുതാം:
ഇവിടെ \(l_0\) എന്നത് SMA വയറിന്റെ പ്രാരംഭ ദൈർഘ്യമാണ്, l എന്നത് ഒരു ഏകീകൃത ശാഖയിൽ ഏത് സമയത്തും t എന്നത് വയർ നീളമാണ്, \(\epsilon\) എന്നത് SMA വയറിൽ വികസിപ്പിച്ച രൂപഭേദം ആണ്, \(\alpha \) എന്നത് ത്രികോണത്തിന്റെ കോണാണ്, \(\Delta x\) എന്നത് ഡ്രൈവ് ഓഫ്‌സെറ്റാണ് (ചിത്രം 8 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ).
എല്ലാ n സിംഗിൾ-പീക്ക് ഘടനകളും (\(n=6\) ഈ ചിത്രത്തിൽ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജായി \(V_{in}\) ഉപയോഗിച്ച് ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.ഘട്ടം I: പൂജ്യം വോൾട്ടേജ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു ബൈമോഡൽ കോൺഫിഗറേഷനിലുള്ള SMA വയറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം ഘട്ടം II: ചുവന്ന വരയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വിപരീത പരിവർത്തനം കാരണം SMA വയർ കംപ്രസ്സുചെയ്യുന്ന ഒരു നിയന്ത്രിത ഘടന കാണിക്കുന്നു.
ആശയത്തിന്റെ തെളിവായി, പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളുള്ള അടിസ്ഥാന സമവാക്യങ്ങളുടെ അനുകരണ വ്യുൽപ്പന്നം പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ഒരു SMA- അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബൈമോഡൽ ഡ്രൈവ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.ബിമോഡൽ ലീനിയർ ആക്യുവേറ്ററിന്റെ CAD മോഡൽ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.9a.മറുവശത്ത്, അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ബൈമോഡൽ ഘടനയുള്ള രണ്ട്-പ്ലെയ്ൻ എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് റൊട്ടേഷണൽ പ്രിസ്മാറ്റിക് കണക്ഷനായി നിർദ്ദേശിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ ഡിസൈൻ 9c കാണിക്കുന്നു.അൾട്ടിമേക്കർ 3 എക്സ്റ്റെൻഡഡ് 3D പ്രിന്ററിൽ അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണം ഉപയോഗിച്ചാണ് ഡ്രൈവ് ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.ഘടകങ്ങളുടെ 3D പ്രിന്റിംഗിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മെറ്റീരിയൽ പോളികാർബണേറ്റ് ആണ്, ഇത് ചൂട് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, കാരണം അത് ശക്തവും മോടിയുള്ളതും ഉയർന്ന ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ താപനിലയുള്ളതുമാണ് (110-113 \(^{\circ }\) C).കൂടാതെ, Dynalloy, Inc. ഫ്ലെക്സിനോൾ ആകൃതിയിലുള്ള മെമ്മറി അലോയ് വയർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ ഫ്ലെക്സിനോൾ വയറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ സിമുലേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിച്ചു.ചിത്രം 9b, d-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മൾട്ടിലെയർ ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന ശക്തികൾ ലഭിക്കുന്നതിന്, പേശികളുടെ ഒരു ബൈമോഡൽ ക്രമീകരണത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന നാരുകളായി ഒന്നിലധികം SMA വയറുകൾ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ചിത്രം 9a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചലിക്കുന്ന ഭുജം SMA വയർ രൂപംകൊണ്ട നിശിതമായ കോണിനെ ആംഗിൾ (\(\alpha\)) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ഇടത്, വലത് ക്ലാമ്പുകളിൽ ടെർമിനൽ ക്ലാമ്പുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, SMA വയർ ആവശ്യമുള്ള ബൈമോഡൽ കോണിൽ പിടിക്കുന്നു.സ്പ്രിംഗ് കണക്ടറിൽ പിടിച്ചിരിക്കുന്ന ബയസ് സ്പ്രിംഗ് ഉപകരണം എസ്എംഎ ഫൈബറുകളുടെ എണ്ണം (n) അനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്ത ബയസ് സ്പ്രിംഗ് എക്സ്റ്റൻഷൻ ഗ്രൂപ്പുകൾ ക്രമീകരിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്.കൂടാതെ, ചലിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളുടെ സ്ഥാനം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, നിർബന്ധിത സംവഹന തണുപ്പിനായി എസ്എംഎ വയർ ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതിയിൽ തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുന്നു.വേർപെടുത്താവുന്ന അസംബ്ലിയുടെ മുകളിലും താഴെയുമുള്ള പ്ലേറ്റുകൾ ഭാരം കുറയ്ക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത എക്‌സ്‌ട്രൂഡ് കട്ടൗട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് SMA വയർ തണുപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.കൂടാതെ, CMA വയറിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങളും യഥാക്രമം ഇടത്, വലത് ടെർമിനലുകളിലേക്ക് ഒരു ക്രിമ്പ് വഴി ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.മുകളിലും താഴെയുമുള്ള പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ ക്ലിയറൻസ് നിലനിർത്താൻ ചലിക്കുന്ന അസംബ്ലിയുടെ ഒരറ്റത്ത് ഒരു പ്ലങ്കർ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.SMA വയർ പ്രവർത്തനക്ഷമമാകുമ്പോൾ തടയുന്ന ശക്തി അളക്കാൻ ഒരു കോൺടാക്റ്റ് വഴി സെൻസറിലേക്ക് ഒരു തടയൽ ശക്തി പ്രയോഗിക്കാനും പ്ലങ്കർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ബിമോഡൽ മസിൽ ഘടന എസ്എംഎ ശ്രേണിയിൽ വൈദ്യുതമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ഇൻപുട്ട് പൾസ് വോൾട്ടേജിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.വോൾട്ടേജ് പൾസ് സൈക്കിളിൽ, വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുകയും എസ്എംഎ വയർ ഓസ്റ്റിനൈറ്റിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയ്ക്ക് മുകളിൽ ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ഓരോ സ്ട്രാൻഡിലെയും വയറിന്റെ നീളം കുറയുന്നു.ഈ പിൻവലിക്കൽ ചലിക്കുന്ന ഭുജത്തിന്റെ ഉപവിഭാഗത്തെ സജീവമാക്കുന്നു.അതേ സൈക്കിളിൽ വോൾട്ടേജ് പൂജ്യമാകുമ്പോൾ, ചൂടാക്കിയ എസ്എംഎ വയർ മാർട്ടൻസൈറ്റ് ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനിലയ്ക്ക് താഴെയായി തണുപ്പിക്കുകയും അതുവഴി അതിന്റെ യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്തേക്ക് മടങ്ങുകയും ചെയ്തു.സീറോ സ്ട്രെസ് അവസ്ഥയിൽ, SMA വയർ ആദ്യം നിഷ്ക്രിയമായി ഒരു ബയസ് സ്പ്രിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് വലിച്ചുനീട്ടുന്നു, ഡിറ്റ്വിൻഡ് മാർട്ടൻസിറ്റിക് അവസ്ഥയിൽ എത്തും.എസ്എംഎ വയർ കടന്നുപോകുന്ന സ്ക്രൂ, എസ്എംഎ വയറിലേക്ക് വോൾട്ടേജ് പൾസ് പ്രയോഗിച്ച് സൃഷ്ടിച്ച കംപ്രഷൻ കാരണം നീങ്ങുന്നു (എസ്പിഎ ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് ഘട്ടത്തിൽ എത്തുന്നു), ഇത് ചലിക്കുന്ന ലിവറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.എസ്എംഎ വയർ പിൻവലിക്കുമ്പോൾ, ബയസ് സ്പ്രിംഗ് സ്പ്രിംഗ് കൂടുതൽ വലിച്ചുനീട്ടിക്കൊണ്ട് ഒരു എതിർ ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.ഇംപൾസ് വോൾട്ടേജിലെ സമ്മർദ്ദം പൂജ്യമാകുമ്പോൾ, നിർബന്ധിത സംവഹന തണുപ്പിക്കൽ കാരണം SMA വയർ നീളുകയും അതിന്റെ ആകൃതി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഇരട്ട മാർട്ടൻസിറ്റിക് ഘട്ടത്തിൽ എത്തുന്നു.
നിർദ്ദിഷ്ട എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലീനിയർ ആക്യുവേറ്റർ സിസ്റ്റത്തിന് എസ്എംഎ വയറുകൾ കോണാകൃതിയിലുള്ള ഒരു ബൈമോഡൽ കോൺഫിഗറേഷനുണ്ട്.(എ) പ്രോട്ടോടൈപ്പിന്റെ ഒരു CAD മോഡൽ ചിത്രീകരിക്കുന്നു, അത് പ്രോട്ടോടൈപ്പിനുള്ള ചില ഘടകങ്ങളെയും അവയുടെ അർത്ഥങ്ങളെയും പരാമർശിക്കുന്നു, (b, d) വികസിപ്പിച്ച പരീക്ഷണാത്മക പ്രോട്ടോടൈപ്പിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു35.(b) വൈദ്യുത കണക്ഷനുകളും ബയസ് സ്പ്രിംഗുകളും ഉപയോഗിച്ച സ്‌ട്രെയിൻ ഗേജുകളും ഉള്ള പ്രോട്ടോടൈപ്പിന്റെ ഒരു മികച്ച കാഴ്‌ച കാണിക്കുമ്പോൾ, (d) സജ്ജീകരണത്തിന്റെ ഒരു വീക്ഷണ കാഴ്ച കാണിക്കുന്നു.(ഇ) ഏത് സമയത്തും ബൈമോഡലായി സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന എസ്എംഎ വയറുകളുള്ള ഒരു ലീനിയർ ആക്ച്വേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഡയഗ്രം, നാരുകളുടെയും പേശികളുടെ ശക്തിയുടെയും ദിശയും ഗതിയും കാണിക്കുന്നു.(സി) രണ്ട്-പ്ലെയ്ൻ എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആക്യുവേറ്റർ വിന്യസിക്കുന്നതിന് ഒരു 2-ഡിഒഎഫ് റൊട്ടേഷണൽ പ്രിസ്മാറ്റിക് കണക്ഷൻ നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്.കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ലിങ്ക് താഴെയുള്ള ഡ്രൈവിൽ നിന്ന് മുകളിലെ കൈയിലേക്ക് ലീനിയർ മോഷൻ കൈമാറുന്നു, ഇത് ഒരു റൊട്ടേഷണൽ കണക്ഷൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.മറുവശത്ത്, ജോഡി പ്രിസത്തിന്റെ ചലനം മൾട്ടി ലെയർ ഫസ്റ്റ് സ്റ്റേജ് ഡ്രൈവിന്റെ ചലനത്തിന് തുല്യമാണ്.
SMA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ബൈമോഡൽ ഡ്രൈവിന്റെ പ്രകടനം വിലയിരുത്തുന്നതിന് ചിത്രം 9b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോടൈപ്പിൽ ഒരു പരീക്ഷണാത്മക പഠനം നടത്തി.ചിത്രം 10a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, SMA വയറുകളിലേക്ക് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനായി ഒരു പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന DC പവർ സപ്ലൈയാണ് പരീക്ഷണാത്മക സജ്ജീകരണം.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.10b, ഗ്രാഫ്‌ടെക് GL-2000 ഡാറ്റ ലോഗർ ഉപയോഗിച്ച് തടയുന്ന ശക്തി അളക്കാൻ ഒരു പീസോ ഇലക്ട്രിക് സ്‌ട്രെയിൻ ഗേജ് (PACEline CFT/5kN) ഉപയോഗിച്ചു.കൂടുതൽ പഠനത്തിനായി ഹോസ്റ്റ് ഡാറ്റ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു.സ്ട്രെയിൻ ഗേജുകൾക്കും ചാർജ് ആംപ്ലിഫയറുകൾക്കും ഒരു വോൾട്ടേജ് സിഗ്നൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് സ്ഥിരമായ പവർ സപ്ലൈ ആവശ്യമാണ്.പട്ടിക 2-ൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഫോഴ്‌സ് സെൻസറിന്റെയും മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകളുടെയും സംവേദനക്ഷമത അനുസരിച്ച് അനുബന്ധ സിഗ്നലുകൾ പവർ ഔട്ട്‌പുട്ടുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഒരു വോൾട്ടേജ് പൾസ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, SMA വയറിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് SMA വയർ കംപ്രസ്സുചെയ്യുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ആക്യുവേറ്റർ ശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.7 V ന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസ് വഴി പേശികളുടെ ശക്തിയുടെ ഔട്ട്പുട്ടിന്റെ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.2a.
(എ) ആക്യുവേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശക്തി അളക്കാൻ പരീക്ഷണത്തിൽ ഒരു എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലീനിയർ ആക്യുവേറ്റർ സിസ്റ്റം സജ്ജീകരിച്ചു.ലോഡ് സെൽ തടയൽ ശക്തി അളക്കുന്നു, കൂടാതെ 24 V DC വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യുന്നു.GW Instek പ്രോഗ്രാമബിൾ DC പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിച്ച് കേബിളിന്റെ മുഴുവൻ നീളത്തിലും 7 V വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് പ്രയോഗിച്ചു.ചൂട് കാരണം SMA വയർ ചുരുങ്ങുന്നു, കൂടാതെ ചലിക്കുന്ന ഭുജം ലോഡ് സെല്ലുമായി ബന്ധപ്പെടുകയും ഒരു തടയൽ ശക്തി പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ലോഡ് സെൽ GL-2000 ഡാറ്റ ലോഗറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗിനായി ഡാറ്റ ഹോസ്റ്റിൽ സംഭരിക്കുന്നു.(ബി) പേശികളുടെ ശക്തി അളക്കുന്നതിനുള്ള പരീക്ഷണാത്മക സജ്ജീകരണത്തിന്റെ ഘടകങ്ങളുടെ ശൃംഖല കാണിക്കുന്ന ഡയഗ്രം.
ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ്കൾ താപ ഊർജ്ജത്താൽ ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ ഷേപ്പ് മെമ്മറി പ്രതിഭാസത്തെ പഠിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററായി താപനില മാറുന്നു.പരീക്ഷണാത്മകമായി, ചിത്രം 11a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് എസ്എംഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡൈവാലറേറ്റ് ആക്യുവേറ്ററിൽ തെർമൽ ഇമേജിംഗും താപനില അളവുകളും നടത്തി.ഒരു പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന DC ഉറവിടം, ചിത്രം 11b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, പരീക്ഷണാത്മക സജ്ജീകരണത്തിലെ SMA വയറുകളിലേക്ക് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിച്ചു.ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ LWIR ക്യാമറ (FLIR A655sc) ഉപയോഗിച്ച് SMA വയറിന്റെ താപനില മാറ്റം തത്സമയം അളന്നു.കൂടുതൽ പോസ്റ്റ്-പ്രോസസിംഗിനായി ഡാറ്റ റെക്കോർഡ് ചെയ്യാൻ ഹോസ്റ്റ് റിസർച്ച് ഐആർ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഒരു വോൾട്ടേജ് പൾസ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, SMA വയറിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് SMA വയർ ചുരുങ്ങാൻ ഇടയാക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.7V ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസിനുള്ള സമയവും എസ്എംഎ വയർ താപനിലയും തമ്മിലുള്ള പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 2 ബി കാണിക്കുന്നു.