Nature.com تي اچڻ لاءِ مهرباني. توهان جي استعمال ڪيل برائوزر ورزن ۾ محدود CSS سپورٽ آهي. بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي غير فعال ڪريو). انهي دوران، مسلسل سپورٽ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان سائيٽ کي اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ کان سواءِ رينڊر ڪنداسين.
ايڪٽيويٽر هر هنڌ استعمال ڪيا ويندا آهن ۽ پيداوار ۽ صنعتي آٽوميشن ۾ مختلف آپريشن ڪرڻ لاءِ صحيح ايڪسائيٽيشن فورس يا ٽورڪ لاڳو ڪندي ڪنٽرول ٿيل حرڪت پيدا ڪندا آهن. تيز، ننڍين ۽ وڌيڪ ڪارآمد ڊرائيوز جي ضرورت ڊرائيو ڊيزائن ۾ جدت کي هٿي ڏئي رهي آهي. شيپ ميموري الائي (SMA) ڊرائيوز روايتي ڊرائيوز جي ڀيٽ ۾ ڪيترائي فائدا پيش ڪن ٿيون، جن ۾ هڪ اعليٰ پاور-ٽو-ويٽ تناسب شامل آهي. هن مقالي ۾، هڪ ٻن پنن وارو SMA-بنياد ايڪٽيويٽر تيار ڪيو ويو آهي جيڪو حياتياتي نظامن جي پنن واري عضلات جي فائدن ۽ SMA جي منفرد خاصيتن کي گڏ ڪري ٿو. هي مطالعو بائي موڊل SMA تار جي ترتيب تي ٻڌل نئين ايڪٽيويٽر جي رياضياتي ماڊل کي ترقي ڪندي ۽ ان کي تجرباتي طور تي جانچ ڪندي پوئين SMA ايڪٽيويٽرز کي ڳولي ٿو ۽ وڌائي ٿو. SMA تي ٻڌل سڃاتل ڊرائيوز جي مقابلي ۾، نئين ڊرائيو جي ايڪٽيويوشن فورس گهٽ ۾ گهٽ 5 ڀيرا وڌيڪ آهي (150 N تائين). لاڳاپيل وزن گھٽائڻ تقريباً 67٪ آهي. رياضياتي ماڊلز جي حساسيت جي تجزيي جا نتيجا ڊيزائن پيرا ميٽرز کي ٽيوننگ ڪرڻ ۽ اهم پيرا ميٽرز کي سمجهڻ لاءِ ڪارآمد آهن. هي مطالعو وڌيڪ هڪ ملٽي ليول Nth اسٽيج ڊرائيو پيش ڪري ٿو جيڪو ڊائنامڪس کي وڌيڪ وڌائڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ايس ايم اي تي ٻڌل ڊپ ويليريٽ عضلاتي ايڪٽيوٽرز وٽ ايپليڪيشنن جو هڪ وسيع سلسلو آهي، بلڊنگ آٽوميشن کان وٺي پريسيشن ڊرگ ڊليوري سسٽم تائين.
حياتياتي نظام، جيئن ته ٿڻائتن جانورن جي عضلاتي جوڙجڪ، ڪيترن ئي ذيلي ايڪٽيويٽرز کي چالو ڪري سگهن ٿا1. ٿڻائتن جانورن ۾ مختلف عضلاتي جوڙجڪ هونديون آهن، هر هڪ خاص مقصد جي خدمت ڪندو آهي. تنهن هوندي به، ٿڻائتن جي عضلاتي بافتن جي جوڙجڪ جو گهڻو حصو ٻن وسيع ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجي ٿو. متوازي ۽ پينيٽ. هيمسٽرنگ ۽ ٻين لچڪدارن ۾، جيئن نالو مشورو ڏئي ٿو، متوازي عضلات ۾ مرڪزي ٽينڊن جي متوازي عضلاتي فائبر هوندا آهن. عضلاتي فائبرن جي زنجير قطار ۾ لڳل هوندي آهي ۽ انهن جي چوڌاري ڳنڍيندڙ ٽشو سان ڪم ڪندڙ طور تي ڳنڍيل هوندي آهي. جيتوڻيڪ انهن عضلات کي هڪ وڏو سفر (فيصد مختصر ڪرڻ) چيو ويندو آهي، انهن جي مجموعي عضلاتي طاقت تمام محدود آهي. ان جي برعڪس، ٽرائيسيپس ڪلف عضلات ۾ 2 (ليٽرل گيسٽروڪنيميئس (GL)3، ميڊيل گيسٽروڪنيميئس (GM)4 ۽ سوليئس (SOL)) ۽ ايڪسٽينسر فيمورس (ڪواڊريسپس)5,6 هر عضلات ۾ پينيٽ عضلاتي ٽشو ملي ٿو7. هڪ پنيٽ جوڙجڪ ۾، بائيپنيٽ عضلات ۾ عضلاتي فائبر مرڪزي ٽينڊن جي ٻنهي پاسن تي ترچھا زاوين (پنٽ اينگل) تي موجود هوندا آهن. پينيٽ لاطيني لفظ "پينا" مان نڪتل آهي، جنهن جي معنيٰ آهي "قلم"، ۽، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. پنيٽ عضلات جا فائبر ننڍا ۽ عضلات جي طول بلد محور سان زاويه وارا آهن. پنيٽ ساخت جي ڪري، انهن عضلات جي مجموعي حرڪت گهٽجي ويندي آهي، جيڪا مختصر ڪرڻ جي عمل جي ٽرانسورس ۽ طول بلد اجزاء ڏانهن وٺي ويندي آهي. ٻئي طرف، انهن عضلات جي چالو ٿيڻ سان جسماني ڪراس-سيڪشنل علائقي جي ماپ جي طريقي جي ڪري مجموعي عضلاتي طاقت وڌيڪ ٿيندي آهي. تنهن ڪري، هڪ ڏنل ڪراس-سيڪشنل علائقي لاءِ، پينيٽ عضلات مضبوط هوندا ۽ متوازي فائبرن سان عضلات جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ قوتون پيدا ڪندا. انفرادي فائبرن پاران پيدا ٿيندڙ قوتون ان عضلاتي ٽشو ۾ ميڪرو اسڪوپڪ سطح تي عضلاتي قوتون پيدا ڪن ٿيون. ان کان علاوه، ان ۾ تيز ڇڪڻ، ٽينسل نقصان جي خلاف تحفظ، کشننگ جهڙيون منفرد خاصيتون آهن. اهو عضلاتي عمل جي لائنن سان لاڳاپيل فائبر ترتيب جي منفرد خاصيتن ۽ جاميٽري پيچيدگي کي استعمال ڪندي فائبر ان پٽ ۽ عضلاتي طاقت جي پيداوار جي وچ ۾ تعلق کي تبديل ڪري ٿو.
موجوده SMA-بنياد ايڪٽيويٽر ڊيزائن جا اسڪيميٽڪ ڊاگرام ڏيکاريا ويا آهن جيڪي هڪ بائي موڊل عضلاتي فن تعمير جي حوالي سان آهن، مثال طور (a)، جيڪو ڇڪڻ واري قوت جي رابطي جي نمائندگي ڪري ٿو جنهن ۾ SMA تارن ذريعي ڪم ڪندڙ هڪ هٿ جي شڪل وارو ڊوائيس ٻن ڦيٿين واري خودمختيار موبائل روبوٽ تي نصب ڪيو ويو آهي9,10. , (b) روبوٽڪ آربيٽل پروٿيسس مخالف طور تي رکيل SMA اسپرنگ-لوڊ ٿيل آربيٽل پروٿيسس سان. پروٿيٽڪ اک جي پوزيشن کي اک جي اکين جي عضلات مان سگنل ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي11، (c) SMA ايڪٽيويٽر انهن جي اعلي فريڪوئنسي جواب ۽ گهٽ بينڊوڊٿ جي ڪري پاڻي جي اندر ايپليڪيشنن لاءِ مثالي آهن. هن ترتيب ۾، SMA ايڪٽيوٽر مڇي جي حرڪت کي نقل ڪندي لهر جي حرڪت پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن، (d) SMA ايڪٽيوٽر هڪ مائڪرو پائپ انسپيڪشن روبوٽ ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن جيڪو انچ ورم موشن اصول کي استعمال ڪري سگهي ٿو، جيڪو چينل 10 اندر SMA تارن جي حرڪت ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، (e) گيسٽروڪنيميئس ٽشو ۾ سنڪچن عضلاتي فائبرن ۽ سنڪچن قوت پيدا ڪرڻ جي هدايت ڏيکاري ٿو، (f) پينيٽ عضلاتي ساخت ۾ عضلاتي فائبرن جي صورت ۾ ترتيب ڏنل SMA تارن کي ڏيکاري ٿو.
ايڪٽيويٽرز پنهنجي وسيع ايپليڪيشنن جي ڪري ميڪيڪل سسٽم جو هڪ اهم حصو بڻجي ويا آهن. تنهن ڪري، ننڍڙن، تيز ۽ وڌيڪ ڪارآمد ڊرائيوز جي ضرورت اهم ٿي ويندي آهي. انهن جي فائدن جي باوجود، روايتي ڊرائيوز مهانگا ۽ برقرار رکڻ ۾ وقت وٺندڙ ثابت ٿيا آهن. هائيڊولڪ ۽ نيوميٽڪ ايڪٽيويٽر پيچيده ۽ مهانگا آهن ۽ لباس، لوبريڪيشن مسئلن ۽ جزو جي ناڪامي جي تابع آهن. طلب جي جواب ۾، ڌيان سمارٽ مواد جي بنياد تي قيمت-مؤثر، سائيز-بهتر ۽ ترقي يافته ايڪٽيويٽرز کي ترقي ڪرڻ تي آهي. جاري تحقيق هن ضرورت کي پورو ڪرڻ لاءِ شڪل ميموري الائي (SMA) پرت واري ايڪٽيويٽرز کي ڏسي رهي آهي. هيرارڪيڪل ايڪٽيويٽرز ان لحاظ کان منفرد آهن ته اهي ڪيترن ئي ڊسڪريٽ ايڪٽيويٽرز کي جاميٽري طور تي پيچيده ميڪرو اسڪيل سب سسٽم ۾ گڏ ڪن ٿا ته جيئن وڌايل ۽ وڌايل ڪارڪردگي فراهم ڪري سگهجي. هن سلسلي ۾، مٿي بيان ڪيل انساني عضلاتي ٽشو اهڙي گھڻ-پرت واري ايڪٽيويشن جي هڪ بهترين گھڻ-پرت واري مثال فراهم ڪري ٿو. موجوده مطالعي ۾ هڪ گھڻ-سطح واري SMA ڊرائيو بيان ڪئي وئي آهي جنهن ۾ ڪيترائي انفرادي ڊرائيو عنصر (SMA تار) بائي موڊل عضلات ۾ موجود فائبر اورينٽيشن سان ترتيب ڏنل آهن، جيڪو مجموعي ڊرائيو ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.
ايڪٽيويٽر جو مکيه مقصد بجلي جي توانائي کي تبديل ڪندي قوت ۽ بي گھرڻ جهڙيون ميڪينيڪل پاور آئوٽ پُٽ پيدا ڪرڻ آهي. شڪل ياداشت جا الائي "سمارٽ" مواد جو هڪ طبقو آهن جيڪي اعليٰ گرمي پد تي پنهنجي شڪل بحال ڪري سگهن ٿا. وڌيڪ لوڊ هيٺ، SMA تار جي گرمي پد ۾ واڌ شڪل جي بحالي جو سبب بڻجندي آهي، جنهن جي نتيجي ۾ مختلف سڌي طرح بند ٿيل سمارٽ مواد جي مقابلي ۾ وڌيڪ ايڪٽيويئيشن توانائي جي کثافت پيدا ٿيندي آهي. ساڳئي وقت، ميڪينيڪل لوڊ هيٺ، SMAs ڀُرڻا ٿي ويندا آهن. ڪجهه حالتن هيٺ، هڪ چڪر وارو لوڊ ميڪينيڪل توانائي کي جذب ۽ آزاد ڪري سگهي ٿو، جيڪو ريورسيبل هيسٽريٽڪ شڪل جي تبديلين کي ظاهر ڪري ٿو. اهي منفرد خاصيتون SMA کي سينسرز، وائبريشن ڊمپنگ ۽ خاص طور تي ايڪٽيويٽرز 12 لاءِ مثالي بڻائين ٿيون. ان کي ذهن ۾ رکندي، SMA تي ٻڌل ڊرائيوز ۾ تمام گهڻي تحقيق ڪئي وئي آهي. اهو نوٽ ڪيو وڃي ته SMA تي ٻڌل ايڪٽيويٽر مختلف قسم جي ايپليڪيشنن لاءِ ترجمو ۽ روٽري موشن مهيا ڪرڻ لاءِ ٺهيل آهن 13,14,15. جيتوڻيڪ ڪجهه روٽري ايڪٽيويٽر تيار ڪيا ويا آهن، محقق خاص طور تي لڪير ايڪٽيويٽرز ۾ دلچسپي رکن ٿا. انهن لڪير ايڪٽيويٽرز کي ٽن قسمن جي ايڪٽيويٽرز ۾ ورهائي سگهجي ٿو: هڪ طرفي، بي گھرڻ ۽ فرق وارو ايڪٽيويٽر 16. شروعات ۾، هائبرڊ ڊرائيوز SMA ۽ ٻين روايتي ڊرائيوز سان ميلاپ ۾ ٺاهيا ويا هئا. SMA تي ٻڌل هائبرڊ لينئر ايڪٽيوٽر جو هڪ اهڙو مثال هڪ SMA تار جو استعمال آهي جيڪو هڪ DC موٽر سان گڏ آهي جيڪو تقريباً 100 N جي آئوٽ پُٽ فورس ۽ اهم بي گھرڻ17 فراهم ڪري ٿو.
مڪمل طور تي SMA تي ٻڌل ڊرائيوز ۾ پهرين ترقي مان هڪ SMA متوازي ڊرائيو هئي. ڪيترن ئي SMA تارن کي استعمال ڪندي، SMA تي ٻڌل متوازي ڊرائيو سڀني SMA18 تارن کي متوازي ۾ رکي ڊرائيو جي طاقت جي صلاحيت کي وڌائڻ لاءِ ٺهيل آهي. ايڪٽيوٽرز جي متوازي ڪنيڪشن کي نه رڳو وڌيڪ طاقت جي ضرورت آهي، پر هڪ تار جي آئوٽ پُٽ پاور کي به محدود ڪري ٿي. SMA تي ٻڌل ايڪٽيوٽرز جو هڪ ٻيو نقصان اهو محدود سفر آهي جيڪو اهي حاصل ڪري سگهن ٿا. هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ، هڪ SMA ڪيبل بيم ٺاهيو ويو جنهن ۾ هڪ موڙيل لچڪدار بيم شامل هو ته جيئن بي گھرڻ کي وڌايو وڃي ۽ لڪير واري حرڪت حاصل ڪئي وڃي، پر وڌيڪ قوتون پيدا نه ڪيون ويون 19. شڪل ميموري الائيز تي ٻڌل روبوٽس لاءِ نرم خراب ٿيندڙ جوڙجڪ ۽ ڪپڙا بنيادي طور تي اثر وڌائڻ لاءِ تيار ڪيا ويا آهن 20,21,22. ايپليڪيشنن لاءِ جتي تيز رفتار جي ضرورت هوندي آهي، مائڪرو پمپ هلائيندڙ ايپليڪيشنن لاءِ پتلي فلم SMAs استعمال ڪندي ڪمپيڪٽ هلائيندڙ پمپ رپورٽ ڪيا ويا آهن 23. پتلي فلم SMA جھلي جي ڊرائيو فريڪوئنسي ڊرائيور جي رفتار کي ڪنٽرول ڪرڻ ۾ هڪ اهم عنصر آهي. تنهن ڪري، SMA لڪير موٽرز SMA اسپرنگ يا راڊ موٽرز کان بهتر متحرڪ ردعمل رکن ٿا. نرم روبوٽڪس ۽ گرفت ٽيڪنالاجي ٻه ٻيون ايپليڪيشنون آهن جيڪي SMA تي ٻڌل ايڪٽيويٽر استعمال ڪن ٿيون. مثال طور، 25 N اسپيس ڪلمپ ۾ استعمال ٿيندڙ معياري ايڪٽيويٽر کي تبديل ڪرڻ لاءِ، هڪ شڪل ميموري الائي متوازي ايڪٽيويٽر 24 تيار ڪيو ويو. ٻئي صورت ۾، هڪ SMA نرم ايڪٽيويٽر هڪ تار جي بنياد تي ٺاهيو ويو هو جنهن ۾ هڪ ايمبيڊڊ ميٽرڪس 30 N جي وڌ ۾ وڌ ڇڪڻ واري قوت پيدا ڪرڻ جي قابل هو. انهن جي ميڪانياتي خاصيتن جي ڪري، SMAs کي ايڪٽيويٽر پيدا ڪرڻ لاءِ پڻ استعمال ڪيو ويندو آهي جيڪي حياتياتي رجحان جي نقل ڪن ٿا. اهڙي ترقي ۾ هڪ 12-سيل روبوٽ شامل آهي جيڪو SMA سان گڏ هڪ زميني ڪيڙن وانگر جاندار جو بايوميميٽڪ آهي جيڪو فائر ڪرڻ لاءِ سائنوسائيڊل حرڪت پيدا ڪري ٿو 26,27.
جيئن اڳ ذڪر ڪيو ويو آهي، موجوده SMA-بنياد ايڪٽيوٽرز کان حاصل ڪري سگهجي ٿي وڌ ۾ وڌ قوت جي هڪ حد آهي. هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ، هي مطالعو هڪ بايوميميٽڪ بائي موڊل عضلاتي جوڙجڪ پيش ڪري ٿو. شڪل ياداشت مصر جي تار ذريعي هلائي ٿو. اهو هڪ درجه بندي سسٽم فراهم ڪري ٿو جنهن ۾ ڪيترائي شڪل ياداشت مصر جي تار شامل آهن. اڄ تائين، ادب ۾ ساڳي فن تعمير سان ڪو به SMA-بنياد ايڪٽيوٽرز رپورٽ نه ڪيو ويو آهي. SMA تي ٻڌل هي منفرد ۽ ناول سسٽم بائي موڊل عضلات جي ترتيب دوران SMA جي رويي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ تيار ڪيو ويو هو. موجوده SMA-بنياد ايڪٽيوٽرز جي مقابلي ۾، هن مطالعي جو مقصد هڪ بايوميميٽڪ ڊِپ ويلريٽ ايڪٽيوٽرز ٺاهڻ هو ته جيئن هڪ ننڍڙي مقدار ۾ تمام گهڻي قوت پيدا ڪري سگهجي. HVAC بلڊنگ آٽوميشن ۽ ڪنٽرول سسٽم ۾ استعمال ٿيندڙ روايتي اسٽيپر موٽر هلائيندڙ ڊرائيوز جي مقابلي ۾، تجويز ڪيل SMA-بنياد بائموڊل ڊرائيو ڊيزائن ڊرائيو ميڪانيزم جي وزن کي 67٪ گهٽائي ٿو. هيٺ ڏنل ۾، اصطلاح "عضلات" ۽ "ڊرائيو" هڪ ٻئي سان استعمال ڪيا ويا آهن. هي مطالعو اهڙي ڊرائيو جي ملٽي فزڪس سموليشن جي جاچ ڪري ٿو. اهڙن سسٽم جي ميڪيڪل رويي جو مطالعو تجرباتي ۽ تجزياتي طريقن سان ڪيو ويو آهي. 7 V جي ان پٽ وولٽيج تي قوت ۽ گرمي پد جي ورڇ جي وڌيڪ جاچ ڪئي وئي. بعد ۾، اهم پيرا ميٽرڪ ۽ آئوٽ پُٽ فورس جي وچ ۾ تعلق کي بهتر سمجهڻ لاءِ هڪ پيرا ميٽرڪ تجزيو ڪيو ويو. آخرڪار، درجي بندي ايڪٽيوٽرز جو تصور ڪيو ويو آهي ۽ مصنوعي ايپليڪيشنن لاءِ غير مقناطيسي ايڪٽيوٽرز لاءِ امڪاني مستقبل جي علائقي جي طور تي درجي بندي سطح جي اثرات تجويز ڪيا ويا آهن. مٿي ذڪر ڪيل مطالعي جي نتيجن موجب، هڪ سنگل اسٽيج آرڪيٽيڪچر جو استعمال رپورٽ ٿيل SMA-بنياد ايڪٽيوٽرز کان گهٽ ۾ گهٽ چار کان پنج ڀيرا وڌيڪ قوتون پيدا ڪري ٿو. ان کان علاوه، هڪ ملٽي ليول ملٽي ليول ڊرائيو پاران پيدا ٿيندڙ ساڳي ڊرائيو فورس روايتي SMA-بنياد ڊرائيوز جي ڀيٽ ۾ ڏهه ڀيرا وڌيڪ ڏيکاري وئي آهي. پوءِ مطالعي مختلف ڊيزائنن ۽ ان پٽ متغيرن جي وچ ۾ حساسيت جي تجزيي کي استعمال ڪندي اهم پيرا ميٽرز جي رپورٽ ڪري ٿو. SMA تار جي شروعاتي ڊيگهه (\(l_0\))، پنيٽ اينگل (\(\alpha\)) ۽ هر انفرادي اسٽرينڊ ۾ سنگل اسٽرينڊز جو تعداد ڊرائيونگ فورس جي شدت تي مضبوط منفي اثر وجهي ٿو. طاقت، جڏهن ته ان پٽ وولٽيج (توانائي) مثبت طور تي لاڳاپيل ثابت ٿيو.
ايس ايم اي تار شڪل ياداشت جي اثر (ايس ايم اي) کي ظاهر ڪري ٿو جيڪو نڪل-ٽائيٽينيم (ني-ٽي) مصر جي خاندان ۾ ڏٺو ويندو آهي. عام طور تي، ايس ايم اي ٻن درجه حرارت تي منحصر مرحلن کي ظاهر ڪن ٿا: هڪ گهٽ درجه حرارت جو مرحلو ۽ هڪ اعلي درجه حرارت جو مرحلو. ٻنهي مرحلن ۾ مختلف ڪرسٽل structuresانچي جي موجودگي جي ڪري منفرد خاصيتون آهن. تبديلي جي درجه حرارت کان مٿي موجود آسٽينائيٽ مرحلي (اعلي درجه حرارت جو مرحلو) ۾، مواد اعلي طاقت ڏيکاري ٿو ۽ لوڊ هيٺ خراب طور تي خراب ٿيل آهي. مصر اسٽينلیس اسٽيل وانگر ڪم ڪري ٿو، تنهنڪري اهو وڌيڪ ايڪٽيوشن دٻاءُ کي برداشت ڪرڻ جي قابل آهي. ني-ٽي مصر جي هن ملڪيت جو فائدو وٺندي، ايس ايم اي تارن کي ايڪٽيوٽر ٺاهڻ لاءِ ترچھو ڪيو ويو آهي. مختلف پيرا ميٽرز ۽ مختلف جاميٽري جي اثر هيٺ ايس ايم اي جي حرارتي رويي جي بنيادي ميڪانيڪس کي سمجهڻ لاءِ مناسب تجزياتي ماڊل تيار ڪيا ويا آهن. تجرباتي ۽ تجزياتي نتيجن جي وچ ۾ سٺو معاهدو حاصل ڪيو ويو.
SMA جي بنياد تي هڪ بائي موڊل ڊرائيو جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ شڪل 9a ۾ ڏيکاريل پروٽوٽائپ تي هڪ تجرباتي مطالعو ڪيو ويو. انهن مان ٻه خاصيتون، ڊرائيو (عضلات جي قوت) پاران پيدا ٿيندڙ قوت ۽ SMA تار جو گرمي پد (SMA گرمي پد)، تجرباتي طور تي ماپيا ويا. جيئن ڊرائيو ۾ تار جي پوري ڊيگهه سان وولٽيج جو فرق وڌي ٿو، جول حرارتي اثر جي ڪري تار جو گرمي پد وڌي ٿو. ان پٽ وولٽيج کي ٻن 10-s چڪرن ۾ لاڳو ڪيو ويو (شڪل 2a، b ۾ ڳاڙهي نقطن جي طور تي ڏيکاريل آهي) هر چڪر جي وچ ۾ 15-s ٿڌي عرصي سان. بلاڪنگ فورس کي پائيزو اليڪٽرڪ اسٽرين گيج استعمال ڪندي ماپيو ويو، ۽ SMA تار جي درجه حرارت جي ورڇ کي حقيقي وقت ۾ سائنسي گريڊ هاءِ ريزوليوشن LWIR ڪئميرا استعمال ڪندي مانيٽر ڪيو ويو (ٽيبل 2 ۾ استعمال ٿيندڙ سامان جون خاصيتون ڏسو). ڏيکاري ٿو ته هاءِ وولٽيج مرحلي دوران، تار جو گرمي پد هڪجهڙائي سان وڌي ٿو، پر جڏهن ڪو به ڪرنٽ نه وهندو آهي، تار جو گرمي پد گهٽجڻ جاري آهي. موجوده تجرباتي سيٽ اپ ۾، ٿڌي مرحلي دوران SMA تار جو گرمي پد گهٽجي ويو، پر اهو اڃا تائين ماحول جي درجه حرارت کان مٿي هو. شڪل 2e ۾ LWIR ڪئميرا مان ورتل SMA تار تي گرمي پد جو هڪ سنيپ شاٽ ڏيکاري ٿو. ٻئي طرف، شڪل 2a ۾ ڊرائيو سسٽم پاران پيدا ٿيندڙ بلاڪنگ فورس ڏيکاري ٿي. جڏهن عضلاتي قوت اسپرنگ جي بحالي واري قوت کان وڌي ٿي، ته متحرڪ بازو، جيئن شڪل 9a ۾ ڏيکاريل آهي، حرڪت ڪرڻ شروع ڪري ٿو. جيئن ئي عمل شروع ٿئي ٿو، متحرڪ بازو سينسر سان رابطي ۾ اچي ٿو، هڪ جسماني قوت پيدا ڪري ٿو، جيئن شڪل 2c، d ۾ ڏيکاريل آهي. جڏهن وڌ ۾ وڌ گرمي پد \(84\,^{\circ}\hbox {C}\ جي ويجهو هوندو آهي، ته وڌ ۾ وڌ مشاهدو ڪيل قوت 105 N آهي.
گراف ٻن چڪرن دوران SMA تار جي گرمي پد ۽ SMA تي ٻڌل بائي موڊل ايڪٽيوٽر پاران پيدا ٿيندڙ قوت جا تجرباتي نتيجا ڏيکاري ٿو. ان پٽ وولٽيج ٻن 10 سيڪنڊن جي چڪرن ۾ لاڳو ڪيو ويندو آهي (ڳاڙهي نقطن جي طور تي ڏيکاريل آهي) هر چڪر جي وچ ۾ 15 سيڪنڊن جي ٿڌي عرصي سان. تجربن لاءِ استعمال ٿيندڙ SMA تار ڊائنلوئي، انڪارپوريٽيڊ کان 0.51 ملي ميٽر قطر جي فليڪسينول تار هئي. (a) گراف ٻن چڪرن دوران حاصل ڪيل تجرباتي قوت ڏيکاري ٿو، (c، d) PACEline CFT/5kN پائيزو اليڪٽرڪ فورس ٽرانسڊيوسر تي حرڪت ڪندڙ بازو ايڪٽيوٽر جي عمل جا ٻه آزاد مثال ڏيکاري ٿو، (b) گراف ٻن چڪرن دوران پوري SMA تار جي وڌ ۾ وڌ درجه حرارت ڏيکاري ٿو، (e) FLIR ResearchIR سافٽ ويئر LWIR ڪئميرا استعمال ڪندي SMA تار مان ورتو ويو هڪ درجه حرارت سنيپ شاٽ ڏيکاري ٿو. تجربن ۾ حساب ۾ ورتل جاميٽري پيرا ميٽرز جدول ۾ ڏنل آهن. هڪ.
رياضياتي ماڊل جي سموليشن نتيجن ۽ تجرباتي نتيجن جو مقابلو 7V جي ان پٽ وولٽيج جي حالت ۾ ڪيو ويو آهي، جيئن شڪل 5 ۾ ڏيکاريل آهي. پيرا ميٽرڪ تجزيي جي نتيجن مطابق ۽ SMA تار جي اوور هيٽنگ جي امڪان کان بچڻ لاءِ، ايڪٽيوٽر کي 11.2 W جي طاقت فراهم ڪئي وئي. ان پٽ وولٽيج جي طور تي 7V فراهم ڪرڻ لاءِ هڪ پروگرام لائق DC پاور سپلائي استعمال ڪئي وئي، ۽ تار ۾ 1.6A جو ڪرنٽ ماپيو ويو. ڊرائيو پاران پيدا ٿيندڙ قوت ۽ SDR جو گرمي پد جڏهن ڪرنٽ لاڳو ڪيو ويندو آهي ته وڌي ويندو آهي. 7V جي ان پٽ وولٽيج سان، پهرين چڪر جي سموليشن نتيجن ۽ تجرباتي نتيجن مان حاصل ڪيل وڌ ۾ وڌ آئوٽ پُٽ فورس ترتيب وار 78 N ۽ 96 N آهي. ٻئي چڪر ۾، سموليشن ۽ تجرباتي نتيجن جي وڌ ۾ وڌ آئوٽ پُٽ فورس ترتيب وار 150 N ۽ 105 N هئي. اوڪلوشن فورس جي ماپن ۽ تجرباتي ڊيٽا جي وچ ۾ فرق شايد اوڪلوشن فورس کي ماپڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ طريقي جي ڪري هجي. تجرباتي نتيجا شڪل ۾ ڏيکاريا ويا آهن. شڪل 5a لاڪنگ فورس جي ماپ سان مطابقت رکي ٿي، جيڪا موڙ ۾ ماپ ڪئي وئي جڏهن ڊرائيو شافٽ PACEline CFT/5kN پائيزو اليڪٽرڪ فورس ٽرانسڊيوسر سان رابطي ۾ هو، جيئن شڪل 2s ۾ ڏيکاريل آهي. تنهن ڪري، جڏهن ڊرائيو شافٽ کولنگ زون جي شروعات ۾ فورس سينسر سان رابطي ۾ نه هوندو آهي، ته قوت فوري طور تي صفر ٿي ويندي آهي، جيئن شڪل 2d ۾ ڏيکاريل آهي. ان کان علاوه، ٻيا پيرا ميٽر جيڪي بعد جي چڪر ۾ قوت جي ٺهڻ کي متاثر ڪن ٿا اهي آهن ٿڌي وقت جا قدر ۽ پوئين چڪر ۾ ڪنويڪٽو گرمي جي منتقلي جو ڪوفيشيٽ. شڪل 2b مان، اهو ڏسي سگهجي ٿو ته 15 سيڪنڊن جي ٿڌي عرصي کان پوءِ، SMA تار ڪمري جي حرارت تائين نه پهتو ۽ تنهن ڪري پهرين چڪر (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)) جي مقابلي ۾ ٻئي ڊرائيونگ چڪر ۾ وڌيڪ شروعاتي گرمي پد (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) هو. اهڙيءَ طرح، پهرين چڪر جي مقابلي ۾، ٻئي حرارتي چڪر دوران SMA تار جو گرمي پد شروعاتي آسٽينائيٽ گرمي پد (\(A_s\)) اڳ پهچي ٿو ۽ منتقلي جي دور ۾ وڌيڪ وقت تائين رهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ دٻاءُ ۽ قوت پيدا ٿئي ٿي. ٻئي طرف، تجربن ۽ نقلن مان حاصل ڪيل حرارتي ۽ ٿڌي چڪر دوران گرمي پد جي ورڇ ۾ ٿرموگرافڪ تجزيي مان حاصل ڪيل مثالن سان اعليٰ معيار جي هڪجهڙائي آهي. تجربن ۽ نقلن مان SMA تار جي حرارتي ڊيٽا جي تقابلي تجزيي ۾ حرارتي ۽ ٿڌي چڪر دوران ۽ تجرباتي ڊيٽا لاءِ قابل قبول رواداري جي اندر تسلسل ڏيکاريو ويو. پهرين چڪر جي نقلن ۽ تجربن جي نتيجن مان حاصل ڪيل SMA تار جو وڌ ۾ وڌ گرمي پد ترتيب وار \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ۽ \(75\,^{\circ }\hbox {C }\، آهي)، ۽ ٻئي چڪر ۾ SMA تار جو وڌ ۾ وڌ گرمي پد \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) ۽ \(83\,^{\circ }\hbox {C}\) آهي. بنيادي طور تي ترقي يافته ماڊل شڪل ياداشت جي اثر جي اثر جي تصديق ڪري ٿو. هن جائزي ۾ ٿڪاوٽ ۽ اوور هيٽنگ جي ڪردار تي غور نه ڪيو ويو. مستقبل ۾، ماڊل کي SMA تار جي دٻاءُ جي تاريخ کي شامل ڪرڻ لاءِ بهتر بڻايو ويندو، جيڪو ان کي انجنيئرنگ ايپليڪيشنن لاءِ وڌيڪ موزون بڻائيندو. سمولنڪ بلاڪ مان حاصل ڪيل ڊرائيو آئوٽ پُٽ فورس ۽ SMA گرمي پد پلاٽ 7 V جي ان پٽ وولٽيج پلس جي حالت ۾ تجرباتي ڊيٽا جي قابل اجازت برداشت جي اندر آهن. هي ترقي يافته رياضياتي ماڊل جي درستگي ۽ اعتبار جي تصديق ڪري ٿو.
رياضياتي ماڊل کي ميٿ ورڪس سمو لنڪ R2020b ماحول ۾ طريقن جي سيڪشن ۾ بيان ڪيل بنيادي مساواتن کي استعمال ڪندي تيار ڪيو ويو. شڪل 3b تي سمو لنڪ رياضي ماڊل جو بلاڪ ڊاگرام ڏيکاري ٿو. ماڊل کي 7V ان پٽ وولٽيج پلس لاءِ سموليٽ ڪيو ويو جيئن شڪل 2a، b ۾ ڏيکاريل آهي. سموليٽ ۾ استعمال ٿيندڙ پيرا ميٽرز جا قدر جدول 1 ۾ درج ڪيا ويا آهن. عارضي عملن جي سموليٽ جا نتيجا شڪل 1 ۽ 1 ۾ پيش ڪيا ويا آهن. شڪل 3a ۽ 4. شڪل 4a، b ۾ SMA تار ۾ انڊسڊ وولٽيج ۽ ايڪٽيوٽر پاران پيدا ٿيندڙ قوت کي وقت جي ڪم جي طور تي ڏيکاري ٿو. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (دٻاءُ-تبديل ٿيل آسٽينائيٽ مرحلي جي شروعات جو گرمي پد)، مارٽين سائيٽ جي مقدار جي حصي (\(\dot{\xi }\)) جي تبديلي جي شرح صفر هوندي. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (دٻاءُ-موڊ ٿيل آسٽينائيٽ مرحلي جي شروعات جو گرمي پد)، مارٽين سائيٽ جي مقدار جي حصي (\(\dot{\ xi }\)) جي تبديلي جي شرح صفر هوندي. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA، \(T < A_s^{\prime}\) (температура начала аустенитура начала аустенитура проволоки SMA напряжением), скорость изменения объемной доли мартенсита (\(\dot{\ xi }\)) будет равно нулю. ريورس ٽرانسفارميشن (گرمي) دوران، جڏهن SMA تار جو گرمي پد، \(T < A_s^{\prime}\) (دٻاءُ-تبديل ٿيل آسٽينائيٽ جي شروعات جو گرمي پد)، مارٽين سائيٽ جي حجم جي حصي (\(\dot{\ xi }\ )) جي تبديلي جي شرح صفر هوندي.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})在 反向转变 （加热）中，当当当线温度 (t
(الف) هڪ SMA تي ٻڌل ڊائيولريٽ ايڪٽيوٽر ۾ گرمي پد جي ورڇ ۽ دٻاءُ جي ڪري پيدا ٿيندڙ جنڪشن جي درجه حرارت کي ڏيکاريندڙ سموليشن جو نتيجو. جڏهن تار جو گرمي پد حرارتي مرحلي ۾ آسٽينائيٽ منتقلي جي درجه حرارت کي پار ڪري ٿو، ته تبديل ٿيل آسٽينائيٽ منتقلي جي درجه حرارت وڌڻ شروع ٿئي ٿي، ۽ ساڳئي طرح، جڏهن تار جي راڊ جو گرمي پد ٿڌي مرحلي ۾ مارٽينائيٽ منتقلي جي درجه حرارت کي پار ڪري ٿو، ته مارٽينائيٽ منتقلي جي درجه حرارت گهٽجي وڃي ٿي. ايڪٽيويشن جي عمل جي تجزياتي ماڊلنگ لاءِ SMA. (سيمو لنڪ ماڊل جي هر سب سسٽم جي تفصيلي ڏيک لاءِ، ضمني فائل جو ضميمه سيڪشن ڏسو.)
مختلف پيرا ميٽر ورڇ لاءِ تجزيي جا نتيجا 7V ان پٽ وولٽيج جي ٻن چڪرن لاءِ ڏيکاريا ويا آهن (10 سيڪنڊ وارم اپ سائيڪل ۽ 15 سيڪنڊ ڪول ڊائون سائيڪل). جڏهن ته (ac) ۽ (e) وقت سان گڏ ورڇ کي ظاهر ڪن ٿا، ٻئي طرف، (d) ۽ (f) گرمي پد سان ورڇ کي بيان ڪن ٿا. لاڳاپيل ان پٽ حالتن لاءِ، وڌ ۾ وڌ مشاهدو ڪيل دٻاءُ 106 MPa آهي (345 MPa کان گهٽ، تار جي پيداوار جي طاقت)، قوت 150 N آهي، وڌ ۾ وڌ بي گھرڻ 270 µm آهي، ۽ گهٽ ۾ گهٽ مارٽينسٽڪ حجم حصو 0.91 آهي. ٻئي طرف، دٻاءُ ۾ تبديلي ۽ گرمي پد سان مارٽينسٽ جي حجم حصي ۾ تبديلي هسٽريسس خاصيتن سان ملندڙ جلندڙ آهي.
ساڳي وضاحت آسٽينائيٽ مرحلي کان مارٽينائيٽ مرحلي تائين سڌي تبديلي (ٿڌڻ) تي لاڳو ٿئي ٿي، جتي SMA تار جو گرمي پد (T) ۽ دٻاءُ-تبديل ٿيل مارٽينائيٽ مرحلي (\(M_f^{\prime}\ )) جو آخري گرمي پد بهترين آهي. شڪل 4d، f تي، ٻنهي ڊرائيونگ سائيڪلن لاءِ، SMA تار ۾ متاثر ٿيل دٻاءُ (\(\sigma\)) ۽ مارٽينائيٽ (\(\xi\)) جي حجم جي حصي ۾ تبديلي کي SMA تار (T) جي گرمي پد ۾ تبديلي جي ڪم جي طور تي ڏيکاري ٿو. شڪل 3a ان پٽ وولٽيج پلس تي منحصر وقت سان SMA تار جي گرمي پد ۾ تبديلي ڏيکاري ٿو. جيئن شڪل مان ڏسي سگهجي ٿو، تار جو گرمي پد صفر وولٽيج تي گرمي جو ذريعو فراهم ڪندي ۽ بعد ۾ ڪنويڪٽو کولنگ ذريعي وڌندو رهي ٿو. گرم ڪرڻ دوران، مارٽينائيٽ جي آسٽينائيٽ مرحلي ۾ ٻيهر تبديلي تڏهن شروع ٿيندي آهي جڏهن SMA تار جو گرمي پد (T) دٻاءُ-درست ڪيل آسٽينائيٽ نيوڪليشن گرمي پد (\(A_s^{\prime}\)) کي پار ڪري ٿو. هن مرحلي دوران، SMA تار کي دٻايو ويندو آهي ۽ ايڪٽيوٽر قوت پيدا ڪندو آهي. انهي سان گڏ ٿڌي ڪرڻ دوران، جڏهن SMA تار (T) جو گرمي پد دٻاءُ-تبديل ٿيل مارٽينائيٽ مرحلي (\(M_s^{\prime}\)) جي نيوڪليشن گرمي پد کي پار ڪري ٿو، اتي آسٽينائيٽ مرحلي کان مارٽينائيٽ مرحلي ۾ هڪ مثبت منتقلي ٿيندي آهي. ڊرائيو فورس گهٽجي ويندي آهي.
SMA تي ٻڌل بائي موڊل ڊرائيو جا مکيه معيار جا پهلو سموليشن نتيجن مان حاصل ڪري سگهجن ٿا. وولٽيج پلس ان پٽ جي صورت ۾، SMA تار جو گرمي پد جول حرارتي اثر جي ڪري وڌي ٿو. مارٽينائيٽ حجم حصو (\(\xi\)) جي شروعاتي قيمت 1 تي مقرر ڪئي وئي آهي، ڇاڪاڻ ته مواد شروعاتي طور تي مڪمل طور تي مارٽينائيٽڪ مرحلي ۾ آهي. جيئن تار گرم ٿيڻ جاري رهي ٿو، SMA تار جو گرمي پد دٻاءُ-درست ٿيل آسٽينائيٽ نيوڪليشن گرمي پد \(A_s^{\prime}\) کان وڌي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ مارٽينائيٽ حجم حصو ۾ گهٽتائي اچي ٿي، جيئن شڪل 4c ۾ ڏيکاريل آهي. ان کان علاوه، شڪل 4e ۾ وقت ۾ ايڪٽيوٽر جي اسٽروڪ جي ورڇ ڏيکاري ٿي، ۽ شڪل 5 ۾ - وقت جي ڪم جي طور تي ڊرائيونگ فورس. مساوات جي هڪ لاڳاپيل نظام ۾ گرمي پد، مارٽينائيٽ حجم حصو، ۽ تار ۾ پيدا ٿيندڙ دٻاءُ شامل آهي، جنهن جي نتيجي ۾ SMA تار جو سڪي وڃڻ ۽ ايڪٽيوٽر پاران پيدا ٿيندڙ قوت. جيئن شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. 4d,f ۾، گرمي پد سان وولٽيج جي تبديلي ۽ گرمي پد سان مارٽين سائيٽ جي حجم جي فرق جي تبديلي 7 V تي نقلي صورت ۾ SMA جي هسٽريسس خاصيتن سان مطابقت رکي ٿي.
ڊرائيونگ پيرا ميٽرز جو مقابلو تجربن ۽ تجزياتي حسابن ذريعي حاصل ڪيو ويو. تارن کي 10 سيڪنڊن لاءِ 7 V جي نبض ٿيل ان پٽ وولٽيج جي تابع ڪيو ويو، پوءِ ٻن چڪرن دوران 15 سيڪنڊن (ٿڌڻ واري مرحلي) لاءِ ٿڌو ڪيو ويو. پنيٽ اينگل \(40^{\circ}\) تي سيٽ ڪيو ويو آهي ۽ هر هڪ پن ٽنگ ۾ SMA تار جي شروعاتي ڊيگهه 83mm تي سيٽ ڪئي وئي آهي. (a) لوڊ سيل سان ڊرائيونگ فورس کي ماپڻ (b) ٿرمل انفراريڊ ڪئميرا سان تار جي گرمي پد جي نگراني ڪرڻ.
ڊرائيو پاران پيدا ٿيندڙ قوت تي جسماني پيرا ميٽرز جي اثر کي سمجهڻ لاءِ، چونڊيل جسماني پيرا ميٽرز جي حوالي سان رياضياتي ماڊل جي حساسيت جو تجزيو ڪيو ويو، ۽ پيرا ميٽرز کي انهن جي اثر جي مطابق درجه بندي ڪئي وئي. پهرين، ماڊل پيرا ميٽرز جي نموني تجرباتي ڊيزائن اصولن کي استعمال ڪندي ڪئي وئي جيڪي هڪجهڙائي واري تقسيم جي پيروي ڪندا هئا (حساسيت جي تجزيي تي ضمني سيڪشن ڏسو). هن صورت ۾، ماڊل پيرا ميٽرز ۾ ان پٽ وولٽيج (\(V_{in}\))، شروعاتي SMA تار جي ڊيگهه (\(l_0\))، ٽڪنڊي زاويه (\(\alpha\))، بائيس اسپرنگ ڪانسٽنٽ (\( K_x\ ))، ڪنويڪٽو گرمي منتقلي ڪوفيشيٽ (\(h_T\)) ۽ يوني موڊل شاخن جو تعداد (n) شامل آهن. ايندڙ قدم ۾، چوٽي عضلاتي طاقت کي مطالعي جي ڊيزائن جي ضرورت جي طور تي چونڊيو ويو ۽ طاقت تي متغيرن جي هر سيٽ جي پيرا ميٽرڪ اثرات حاصل ڪيا ويا. حساسيت جي تجزيي لاءِ ٽورنيڊو پلاٽ هر پيرا ميٽر لاءِ رابطي جي ڪوفيشيٽ مان نڪتل هئا، جيئن شڪل 6a ۾ ڏيکاريل آهي.
(a) ماڊل پيرا ميٽرز جي رابطي جي کوٽائي جا قدر ۽ مٿي ڏنل ماڊل پيرا ميٽرز جي 2500 منفرد گروپن جي وڌ ۾ وڌ آئوٽ پُٽ فورس تي انهن جو اثر ٽورنيڊو پلاٽ ۾ ڏيکاريو ويو آهي. گراف ڪيترن ئي اشارن جي درجه بندي جي رابطي کي ڏيکاري ٿو. اهو واضح آهي ته \(V_{in}\) واحد پيرا ميٽر آهي جنهن ۾ مثبت رابطي آهي، ۽ \(l_0\) سڀ کان وڌيڪ منفي رابطي سان پيرا ميٽر آهي. مختلف ميلاپ ۾ مختلف پيرا ميٽرز جو اثر چوٽي جي عضلاتي طاقت تي (b, c) ۾ ڏيکاريو ويو آهي. \(K_x\) 400 کان 800 N/m تائين ۽ n 4 کان 24 تائين آهي. وولٽيج (\(V_{in}\)) 4V کان 10V تائين تبديل ٿي وئي، تار جي ڊيگهه (\(l_{0 } \)) 40 کان 100 ملي ميٽر تائين تبديل ٿي وئي، ۽ دم جو زاويه (\ (\alpha \)) \ (20 - 60 \, ^ {\circ }\) کان مختلف ٿي ويو.
شڪل 6a تي چوٽي ڊرائيو فورس ڊيزائن جي گهرجن سان هر پيرا ميٽر لاءِ مختلف رابطي جي کوٽائي جو هڪ طوفاني پلاٽ ڏيکاري ٿو. شڪل 6a مان اهو ڏسي سگهجي ٿو ته وولٽيج پيرا ميٽر (\(V_{in}\)) سڌو سنئون وڌ ۾ وڌ آئوٽ پُٽ فورس سان لاڳاپيل آهي، ۽ ڪنويڪٽو هيٽ ٽرانسفر ڪوئفيشينٽ (\(h_T\))، شعلا اينگل (\( \alpha\))، ڊسپليسمينٽ اسپرنگ ڪانسٽنٽ (\(K_x\)) منفي طور تي آئوٽ پُٽ فورس ۽ SMA تار جي شروعاتي ڊيگهه (\(l_0\)) سان لاڳاپيل آهي، ۽ يوني موڊل شاخن جو تعداد (n) هڪ مضبوط الٽو ڪوئليشن ڏيکاري ٿو سڌي رابطي جي صورت ۾ وولٽيج ڪوئليشن ڪوئفيشينٽ جي وڌيڪ قيمت جي صورت ۾ (\(V_ {in}\)) ظاهر ڪري ٿو ته هي پيرا ميٽر پاور آئوٽ پُٽ تي سڀ کان وڏو اثر رکي ٿو. هڪ ٻيو ساڳيو تجزيو ٻن ڪمپيوٽيشنل اسپيس جي مختلف ميلاپن ۾ مختلف پيرا ميٽرز جي اثر جو جائزو وٺي چوٽي جي قوت کي ماپي ٿو، جيئن شڪل 6b، c ۾ ڏيکاريل آهي. \(V_{in}\) ۽ \(l_0\)، \(\alpha\) ۽ \(l_0\) جا نمونا ساڳيا آهن، ۽ گراف ڏيکاري ٿو ته \(V_{in}\) ۽ \(\alpha\) ۽ \(\alpha\) جا نمونا ساڳيا آهن. \(l_0\) جون ننڍيون قدرون وڌيڪ چوٽي جي قوتن جي نتيجي ۾ پيدا ٿين ٿيون. ٻيا ٻه پلاٽ شڪل 6a سان مطابقت رکن ٿا، جتي n ۽ \(K_x\) منفي طور تي لاڳاپيل آهن ۽ \(V_{in}\) مثبت طور تي لاڳاپيل آهن. هي تجزيو متاثر ڪندڙ پيرا ميٽرز کي بيان ڪرڻ ۽ ترتيب ڏيڻ ۾ مدد ڪري ٿو جنهن ذريعي ڊرائيو سسٽم جي آئوٽ پُٽ فورس، اسٽروڪ ۽ ڪارڪردگي کي گهرجن ۽ ايپليڪيشن مطابق ترتيب ڏئي سگهجي ٿو.
موجوده تحقيق جو ڪم N ليولز سان هيراريڪل ڊرائيوز کي متعارف ڪرائي ٿو ۽ ان جي جاچ ڪري ٿو. ٻن سطحن واري هيراريڪل ۾، جيئن شڪل 7a ۾ ڏيکاريل آهي، جتي پهرين سطح جي ايڪٽيوٽر جي هر SMA تار جي بدران، هڪ بائي موڊل ترتيب حاصل ڪئي وئي آهي، جيئن شڪل 9e ۾ ڏيکاريل آهي. شڪل 7c تي ڏيکاري ٿو ته ڪيئن SMA تار هڪ متحرڪ بازو (معاون بازو) جي چوڌاري زخم آهي جيڪو صرف طول بلد طرف هلندو آهي. بهرحال، پرائمري متحرڪ بازو ساڳئي طريقي سان حرڪت ڪندو رهي ٿو جيئن پهرين اسٽيج ملٽي اسٽيج ايڪٽيوٽر جي متحرڪ بازو. عام طور تي، هڪ N-اسٽيج ڊرائيو پهرين اسٽيج ڊرائيو سان \(N-1\) اسٽيج SMA تار کي تبديل ڪندي ٺاهيو ويندو آهي. نتيجي طور، هر شاخ پهرين اسٽيج ڊرائيو جي نقل ڪري ٿي، شاخ جي استثنا سان جيڪا تار کي پاڻ ۾ رکي ٿي. هن طريقي سان، نيسٽڊ اسٽرڪچر ٺاهي سگهجن ٿا جيڪي اهڙيون قوتون پيدا ڪن ٿيون جيڪي پرائمري ڊرائيوز جي قوتن کان ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ آهن. هن مطالعي ۾، هر سطح لاءِ، 1 ميٽر جي ڪل اثرائتي SMA تار جي ڊيگهه کي حساب ۾ رکيو ويو، جيئن شڪل 7d ۾ ٽيبلولر فارميٽ ۾ ڏيکاريل آهي. هر يوني موڊل ڊيزائن ۾ هر تار ذريعي وهندڙ ڪرنٽ ۽ هر SMA تار حصي ۾ نتيجي ۾ پري اسٽريس ۽ وولٽيج هر سطح تي هڪجهڙا آهن. اسان جي تجزياتي ماڊل جي مطابق، آئوٽ پُٽ فورس مثبت طور تي سطح سان لاڳاپيل آهي، جڏهن ته بي گھرڻ منفي طور تي لاڳاپيل آهي. ساڳئي وقت، بي گھرڻ ۽ عضلات جي طاقت جي وچ ۾ هڪ واپار بند هو. جيئن شڪل 7b ۾ ڏٺو ويو آهي، جڏهن ته وڌ ۾ وڌ قوت سڀ کان وڏي تعداد ۾ پرتن ۾ حاصل ڪئي ويندي آهي، سڀ کان وڏي بي گھرڻ گهٽ ۾ گهٽ پرت ۾ مشاهدو ڪئي ويندي آهي. جڏهن درجي بندي جي سطح \(N=5\) تي مقرر ڪئي وئي هئي، ته 2.58 kN جي چوٽي عضلاتي قوت 2 مشاهدو ڪيل اسٽروڪ \(\upmu\)m سان ملي. ٻئي طرف، پهرين اسٽيج ڊرائيو 277 \(\upmu\)m جي اسٽروڪ تي 150 N جي قوت پيدا ڪري ٿي. ملٽي ليول ايڪٽيوئيٽر حقيقي حياتياتي عضلات جي نقل ڪرڻ جي قابل آهن، جتي شڪل ياداشت جي مصر تي ٻڌل مصنوعي عضلات صحيح ۽ بهتر حرڪت سان تمام گهڻي قوت پيدا ڪرڻ جي قابل آهن. هن ننڍڙي ڊيزائن جون حدون هي آهن ته جيئن جيئن درجي بندي وڌندي آهي، حرڪت تمام گهٽجي ويندي آهي ۽ ڊرائيو ٺاهڻ جي عمل جي پيچيدگي وڌي ويندي آهي.
(a) هڪ ٻه-اسٽيج (\(N=2\)) پرت واري شڪل واري ياداشت واري مصر جي لڪير واري ايڪٽيوٽر سسٽم کي بائي موڊل ترتيب ۾ ڏيکاريو ويو آهي. تجويز ڪيل ماڊل پهرين اسٽيج پرت واري ايڪٽيوٽر ۾ SMA تار کي ٻئي سنگل اسٽيج پرت واري ايڪٽيوٽر سان تبديل ڪندي حاصل ڪيو ويندو آهي. (c) ٻئي اسٽيج ملٽي ليئر ايڪٽيوٽر جي خراب ترتيب. (b) سطحن جي تعداد جي لحاظ کان قوتن ۽ بي گھرڻ جي ورڇ بيان ڪئي وئي آهي. اهو مليو آهي ته ايڪٽيوٽر جي چوٽي قوت گراف تي اسڪيل ليول سان مثبت طور تي لاڳاپيل آهي، جڏهن ته اسٽروڪ اسڪيل ليول سان منفي طور تي لاڳاپيل آهي. هر تار ۾ موجوده ۽ پري وولٽيج سڀني سطحن تي مستقل رهي ٿو. (d) ٽيبل هر سطح تي نلڪن جو تعداد ۽ SMA تار (فائبر) جي ڊيگهه ڏيکاري ٿو. تارن جون خاصيتون انڊيڪس 1 ذريعي ظاهر ڪيون ويون آهن، ۽ ثانوي شاخن جو تعداد (هڪ پرائمري ٽنگ سان ڳنڍيل) سبسڪرپٽ ۾ سڀ کان وڏي تعداد ذريعي ظاهر ڪيو ويو آهي. مثال طور، سطح 5 تي، \(n_1\) هر بائي موڊل ڍانچي ۾ موجود SMA تارن جي تعداد ڏانهن اشارو ڪري ٿو، ۽ \(n_5\) معاون ٽنگن جي تعداد ڏانهن اشارو ڪري ٿو (هڪ مکيه ٽنگ سان ڳنڍيل).
ڪيترن ئي محققن پاران شڪل جي ياداشت سان SMAs جي رويي کي ماڊل ڪرڻ لاءِ مختلف طريقا تجويز ڪيا ويا آهن، جيڪي مرحلي جي منتقلي سان لاڳاپيل ڪرسٽل structure ۾ ميڪرو اسڪوپڪ تبديلين سان گڏ ٿرمو ميڪينيڪل خاصيتن تي منحصر آهن. آئيني طريقن جي فارموليشن فطري طور تي پيچيده آهي. سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ رجحاناتي ماڊل Tanaka28 پاران تجويز ڪيو ويو آهي ۽ انجنيئرنگ ايپليڪيشنن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويندو آهي. Tanaka [28] پاران تجويز ڪيل رجحاناتي ماڊل فرض ڪري ٿو ته مارٽين سائيٽ جو حجم حصو گرمي پد ۽ دٻاءُ جو هڪ ايڪسپونينشل فنڪشن آهي. بعد ۾، ليانگ ۽ راجرز29 ۽ برنسن30 هڪ ماڊل پيش ڪيو جنهن ۾ مرحلي جي منتقلي جي حرڪيات کي وولٽيج ۽ گرمي پد جو هڪ ڪوسائن فنڪشن سمجهيو ويو، ماڊل ۾ معمولي تبديلين سان. بيڪر ۽ برنسن هڪ مرحلي جي ڊاگرام تي ٻڌل حرڪياتياتي ماڊل پيش ڪيو ته جيئن SMA مواد جي رويي کي من ماني لوڊنگ حالتن ۽ جزوي منتقلي جي تحت ماڊل ڪري سگهجي. بينرجي32 بيڪر ۽ برنسن31 مرحلي جي ڊاگرام جي حرڪيات جو طريقو استعمال ڪري ٿو ته جيئن الهينيا ۽ احمدين33 پاران تيار ڪيل هڪ واحد درجي جي آزادي جي هٿرادو کي نقل ڪري سگهجي. فيز ڊاگرام تي ٻڌل ڪائنيٽڪ طريقا، جيڪي گرمي پد سان وولٽيج ۾ غير مونوٽونڪ تبديلي کي مدنظر رکن ٿا، انجنيئرنگ ايپليڪيشنن ۾ لاڳو ڪرڻ ڏکيو آهي. ايلخينيا ۽ احمديان موجوده رجحاناتي ماڊلز جي انهن خامين ڏانهن ڌيان ڇڪايو ۽ ڪنهن به پيچيده لوڊنگ حالتن ۾ شڪل ياداشت جي رويي جو تجزيو ۽ وضاحت ڪرڻ لاءِ هڪ وڌايل رجحاناتي ماڊل پيش ڪن ٿا.
ايس ايم اي وائر جو ساختي ماڊل ايس ايم اي وائر جو دٻاءُ (\(\سگما\))، دٻاءُ (\(\ايپسيلون\))، گرمي پد (T)، ۽ مارٽين سائيٽ حجم حصو (\(\xi\)) ڏئي ٿو. رجحاناتي آئيني ماڊل پهريون ڀيرو تناڪا28 پاران تجويز ڪيو ويو ۽ بعد ۾ ليانگ29 ۽ برنسن30 پاران اختيار ڪيو ويو. مساوات جي مشتق جي شڪل آهي:
جتي E مرحلي تي منحصر SMA ينگ جو ماڊيولس آهي جيڪو \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) ۽ \(E_A\) ۽ \(E_M\) استعمال ڪندي حاصل ڪيو ويو آهي جيڪو ينگ جي ماڊيولس جي نمائندگي ڪري ٿو، ترتيب وار آسٽينيٽڪ ۽ مارٽينيٽڪ مرحلا آهن، ۽ حرارتي توسيع جي کوٽائي کي \(\theta _T\) سان ظاهر ڪيو ويندو آهي. مرحلي جي منتقلي جو حصو عنصر \(\Omega = -E \epsilon _L\) آهي ۽ \(\epsilon _L\) SMA تار ۾ وڌ ۾ وڌ وصولي لائق دٻاءُ آهي.
فيز ڊائنامڪس مساوات ليانگ 29 پاران تيار ڪيل ڪوسائن فنڪشن سان ٺهڪي اچي ٿي ۽ بعد ۾ برنسن 30 پاران تنڪا 28 پاران تجويز ڪيل ايڪسپونشنل فنڪشن جي بدران اختيار ڪئي وئي آهي. فيز ٽرانسشن ماڊل ايلخينيا ۽ احمديان 34 پاران تجويز ڪيل ماڊل جو هڪ واڌارو آهي ۽ ليانگ 29 ۽ برنسن 30 پاران ڏنل فيز ٽرانسشن حالتن جي بنياد تي تبديل ڪيو ويو آهي. هن فيز ٽرانسشن ماڊل لاءِ استعمال ٿيندڙ حالتون پيچيده ٿرمو ميڪينيڪل لوڊ جي تحت صحيح آهن. وقت جي هر لمحي تي، مارٽين سائيٽ جي حجم جي حصي جي قيمت جو حساب ڪيو ويندو آهي جڏهن آئيني مساوات کي ماڊل ڪيو ويندو آهي.
حرارتي حالتن هيٺ مارٽينائيٽ جي آسٽينائيٽ ۾ تبديلي ذريعي ظاهر ڪيل ريگيوليٽري ري ٽرانسفارميشن مساوات، هن ريت آهي:
جتي \(\xi\) مارٽينائيٽ جو حجمي حصو آهي، \(\xi _M\) گرم ڪرڻ کان اڳ حاصل ڪيل مارٽينائيٽ جو حجمي حصو آهي، \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) ۽ \(C_A\) – وکر جي لڳ ڀڳ پيرا ميٽر، T – SMA تار جي درجه حرارت، \(A_s\) ۽ \(A_f\) – آسٽينائيٽ مرحلي جي شروعات ۽ آخر، ترتيب وار، درجه حرارت.
ٿڌي حالتن ۾ آسٽينائيٽ جي مارٽينائيٽ ۾ مرحلي جي تبديلي جي نمائندگي ڪندڙ سڌي تبديلي ڪنٽرول مساوات، آهي:
جتي \(\xi _A\) ٿڌي ٿيڻ کان اڳ حاصل ڪيل مارٽين سائيٽ جو حجم حصو آهي، \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) ۽ \( C_M \) - وکر فٽنگ پيرا ميٽرز، T - SMA تار جي درجه حرارت، \(M_s\) ۽ \(M_f\) - شروعاتي ۽ آخري مارٽين سائيٽ جي درجه حرارت، ترتيب وار.
مساواتون (3) ۽ (4) ۾ فرق ڪرڻ کان پوءِ، معکوس ۽ سڌي تبديلي جي مساواتن کي هيٺ ڏنل شڪل ۾ آسان بڻايو ويو آهي:
اڳتي ۽ پوئتي تبديلي دوران \(\eta _{\sigma}\) ۽ \(\eta _{T}\) مختلف قدر کڻن ٿا. \(\eta _{\sigma}\) ۽ \(\eta _{T}\) سان لاڳاپيل بنيادي مساواتون حاصل ڪيون ويون آهن ۽ هڪ اضافي حصي ۾ تفصيل سان بحث ڪيو ويو آهي.
SMA تار جي گرمي پد کي وڌائڻ لاءِ گهربل حرارتي توانائي جول حرارتي اثر مان ايندي آهي. SMA تار پاران جذب ٿيل يا جاري ڪيل حرارتي توانائي تبديلي جي پوشيده گرمي جي نمائندگي ڪري ٿي. SMA تار ۾ گرمي جو نقصان جبري ڪنوڪشن جي ڪري آهي، ۽ تابڪاري جي گهٽ اثر کي ڏنو وڃي ٿو، گرمي توانائي جي توازن جي مساوات هن ريت آهي:
جتي \(m_{wire}\) SMA تار جو ڪل ماس آهي، \(c_{p}\) SMA جي مخصوص گرمي جي گنجائش آهي، \(V_{in}\) تار تي لاڳو ڪيل وولٽيج آهي، \(R_{ohm} \) - مرحلي تي منحصر مزاحمت SMA، جنهن جي وضاحت ڪئي وئي آهي؛ \(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\) جتي \(r_M\) ۽ \(r_A\) ترتيب وار مارٽينائيٽ ۽ آسٽينائيٽ ۾ SMA مرحلي جي مزاحمت آهن، \(A_{c}\) SMA تار جو مٿاڇري وارو علائقو آهي، \(\Delta H \) هڪ شڪل ياداشتي مصر آهي. تار جي منتقلي جي پوشيده گرمي، T ۽ \(T_{\infty}\) ترتيب وار SMA تار ۽ ماحول جي گرمي پد آهن.
جڏهن هڪ شڪل ياداشت مصر جي تار کي چالو ڪيو ويندو آهي، ته تار دٻجي ويندي آهي، جنهن سان بائي موڊل ڊيزائن جي هر شاخ ۾ هڪ قوت پيدا ٿيندي آهي جنهن کي فائبر فورس سڏيو ويندو آهي. SMA تار جي هر اسٽرينڊ ۾ فائبرن جون قوتون گڏجي عمل ڪرڻ لاءِ عضلاتي قوت پيدا ڪن ٿيون، جيئن شڪل 9e ۾ ڏيکاريل آهي. بائيسنگ اسپرنگ جي موجودگي جي ڪري، Nth ملٽي ليئر ايڪٽيوٽر جي ڪل عضلاتي قوت آهي:
\(N = 1\) کي مساوات (7) ۾ تبديل ڪرڻ سان، پهرين اسٽيج بائي موڊل ڊرائيو پروٽوٽائپ جي عضلاتي طاقت هن ريت حاصل ڪري سگهجي ٿي:
جتي n يوني موڊل ٽنگن جو تعداد آهي، \(F_m\) ڊرائيو پاران پيدا ٿيندڙ عضلاتي قوت آهي، \(F_f\) SMA تار ۾ فائبر جي طاقت آهي، \(K_x\) بائيس سختي آهي. اسپرنگ، \(\alpha\) ٽڪنڊي جو زاويه آهي، \(x_0\) بائيس اسپرنگ جو شروعاتي آفسيٽ آهي جيڪو SMA ڪيبل کي پري ٽينشن ٿيل پوزيشن ۾ رکڻ لاءِ آهي، ۽ \(\Delta x\) ايڪٽيوٽر ٽريول آهي.
ڊرائيو جي ڪل بي گھرڻ يا حرڪت (\(\ڊيلٽا x\))، Nth اسٽيج جي SMA وائر تي وولٽيج (\(\sigma\)) ۽ اسٽرين (\(\epsilon\)) تي منحصر ڪري، ڊرائيو کي سيٽ ڪيو ويو آهي (آئوٽ پٽ جو اضافي حصو ڏسو):
ڪائنيميٽڪ مساواتون ڊرائيو ڊيفارميشن (\(\ايپسيلون\)) ۽ ڊسپليسمينٽ يا ڊسپليسمينٽ (\(\ڊيلٽا x\)) جي وچ ۾ تعلق ڏين ٿيون. هڪ يوني موڊل برانچ ۾ ڪنهن به وقت t تي شروعاتي آرب وائر جي ڊيگهه (\(l_0\)) ۽ تار جي ڊيگهه (l) جي ڪم جي طور تي آرب وائر جي ڊيفارميشن هن ريت آهي:
جتي \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) \(\Delta\)ABB ' ۾ ڪوسائن فارمولا لاڳو ڪندي حاصل ڪيو ويندو آهي، جيئن شڪل 8 ۾ ڏيکاريل آهي. پهرين اسٽيج ڊرائيو لاءِ (\(N = 1\))، \(\Delta x_1\) \(\Delta x\) آهي، ۽ \(\alpha _1\) \(\alpha \) آهي جيئن شڪل 8 ۾ ڏيکاريل آهي، مساوات (11) کان وقت کي مختلف ڪندي ۽ l جي قدر کي متبادل ڪندي، دٻاءُ جي شرح کي هن طرح لکي سگهجي ٿو:
جتي \(l_0\) SMA تار جي شروعاتي ڊيگهه آهي، l هڪ يوني موڊل شاخ ۾ ڪنهن به وقت t تي تار جي ڊيگهه آهي، \(\ايپسيلون\) SMA تار ۾ ترقي يافته خرابي آهي، ۽ \(\الفا \) ٽڪنڊي جو زاويه آهي، \(\ڊيلٽا x\) ڊرائيو آفسيٽ آهي (جيئن شڪل 8 ۾ ڏيکاريل آهي).
سڀ n سنگل-پڪ اسٽرڪچر (\(n=6\) هن شڪل ۾) ان پٽ وولٽيج جي طور تي \(V_{in}\) سان سيريز ۾ ڳنڍيل آهن. اسٽيج I: صفر وولٽيج جي حالتن هيٺ هڪ بائي موڊل ترتيب ۾ SMA تار جو اسڪيميٽڪ ڊاگرام اسٽيج II: هڪ ڪنٽرول ٿيل structure ڏيکاريو ويو آهي جتي SMA تار انورس ڪنورشن جي ڪري دٻجي ويندو آهي، جيئن ڳاڙهي لڪير سان ڏيکاريل آهي.
تصور جي ثبوت جي طور تي، تجرباتي نتيجن سان بنيادي مساواتن جي نقلي نڪتل کي جانچڻ لاءِ هڪ SMA تي ٻڌل بائي موڊل ڊرائيو تيار ڪئي وئي. بائي موڊل لڪير ايڪٽيوٽر جو CAD ماڊل شڪل 9a ۾ ڏيکاريو ويو آهي. ٻئي طرف، شڪل 9c ۾ هڪ نئين ڊيزائن ڏيکاري ٿي جيڪا هڪ گردشي پرزميٽڪ ڪنيڪشن لاءِ تجويز ڪئي وئي آهي جيڪا ٻن-پلين SMA تي ٻڌل ايڪٽيوٽر کي بائي موڊل structure سان استعمال ڪندي آهي. ڊرائيو حصن کي الٽيميڪر 3 ايڪسٽينڊڊ 3D پرنٽر تي اضافي پيداوار استعمال ڪندي تيار ڪيو ويو هو. حصن جي 3D پرنٽنگ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد پولي ڪاربونيٽ آهي جيڪو گرمي مزاحمتي مواد لاءِ مناسب آهي ڇاڪاڻ ته اهو مضبوط، پائيدار آهي ۽ هڪ اعلي شيشي جي منتقلي جي درجه حرارت (110-113 \(^{\circ }\) C) آهي. ان کان علاوه، ڊائنلوئي، انڪارپوريٽڊ فلڪسينول شڪل ميموري الائي وائر کي تجربن ۾ استعمال ڪيو ويو، ۽ فلڪسينول تار سان لاڳاپيل مواد جون خاصيتون سموليشن ۾ استعمال ڪيون ويون. گھڻن SMA تارن کي عضلات جي هڪ بائي موڊل ترتيب ۾ موجود فائبرن جي طور تي ترتيب ڏنو ويو آهي ته جيئن ملٽي ليئر ايڪچيوٽرز پاران پيدا ٿيندڙ اعليٰ قوتون حاصل ڪري سگهجن، جيئن شڪل 9b، d ۾ ڏيکاريل آهي.
جيئن شڪل 9a ۾ ڏيکاريل آهي، متحرڪ بازو SMA تار ذريعي ٺهيل تيز زاويه کي زاويه (\(\alpha\)) سڏيو ويندو آهي. کاٻي ۽ ساڄي ڪليمپس سان ڳنڍيل ٽرمينل ڪليمپس سان، SMA تار گهربل بائي موڊل زاويه تي رکيل آهي. اسپرنگ ڪنيڪٽر تي رکيل بائيس اسپرنگ ڊيوائس SMA فائبر جي تعداد (n) جي مطابق مختلف بائيس اسپرنگ ايڪسٽينشن گروپن کي ترتيب ڏيڻ لاءِ ٺهيل آهي. ان کان علاوه، حرڪت ڪندڙ حصن جي جڳهه کي اهڙي طرح ٺاهيو ويو آهي ته SMA تار جبري ڪنوڪشن کولنگ لاءِ ٻاهرين ماحول جي سامهون اچي. ڊيٽيچ ايبل اسيمبلي جون مٿيون ۽ هيٺيون پليٽون وزن گهٽائڻ لاءِ ٺهيل ايڪسٽروڊ ڪٽ آئوٽ سان SMA تار کي ٿڌو رکڻ ۾ مدد ڪن ٿيون. ان کان علاوه، CMA تار جا ٻئي سر هڪ ڪرمپ ذريعي ترتيب وار کاٻي ۽ ساڄي ٽرمينلز تي مقرر ڪيا ويا آهن. هڪ پلنگر حرڪت واري اسيمبلي جي هڪ ڇيڙي سان ڳنڍيل آهي ته جيئن مٿي ۽ هيٺيون پليٽون جي وچ ۾ ڪليئرنس برقرار رهي. پلنگر کي SMA تار کي چالو ڪرڻ وقت بلاڪنگ فورس کي ماپڻ لاءِ هڪ رابطي ذريعي سينسر تي بلاڪنگ فورس لاڳو ڪرڻ لاءِ پڻ استعمال ڪيو ويندو آهي.
بائي موڊل عضلاتي جوڙجڪ SMA برقي طور تي سيريز ۾ ڳنڍيل آهي ۽ هڪ ان پٽ پلس وولٽيج ذريعي طاقتور آهي. وولٽيج پلس سائيڪل دوران، جڏهن وولٽيج لاڳو ڪيو ويندو آهي ۽ SMA تار کي آسٽينائيٽ جي شروعاتي درجه حرارت کان مٿي گرم ڪيو ويندو آهي، هر اسٽرينڊ ۾ تار جي ڊيگهه گهٽجي ويندي آهي. هي واپسي حرڪت ڪندڙ بازو جي ذيلي اسيمبلي کي چالو ڪري ٿي. جڏهن ساڳئي چڪر ۾ وولٽيج کي صفر ڪيو ويو، گرم ٿيل SMA تار مارٽينائيٽ جي مٿاڇري جي درجه حرارت کان هيٺ ٿڌو ڪيو ويو، ان ڪري ان جي اصل پوزيشن ڏانهن موٽندي. صفر دٻاءُ جي حالتن هيٺ، SMA تار کي پهريون ڀيرو غير فعال طور تي هڪ بائس اسپرنگ ذريعي وڌايو ويندو آهي ته جيئن ڊيٽوئن ٿيل مارٽينسيٽڪ حالت تائين پهچي سگهجي. اسڪرو، جنهن ذريعي SMA تار گذري ٿو، SMA تار تي وولٽيج پلس لاڳو ڪرڻ سان پيدا ٿيندڙ ڪمپريشن جي ڪري حرڪت ڪري ٿو (SPA آسٽينائيٽ مرحلي تائين پهچي ٿو)، جيڪو متحرڪ ليور جي عمل جي طرف وٺي ٿو. جڏهن SMA تار کي واپس ورتو ويندو آهي، بائس اسپرنگ اسپرنگ کي وڌيڪ ڇڪڻ سان هڪ مخالف قوت پيدا ڪري ٿو. جڏهن امپلس وولٽيج ۾ دٻاءُ صفر ٿي ويندو آهي، ته SMA تار ڊگهو ٿي ويندو آهي ۽ جبري ڪنويڪيشن کولنگ جي ڪري پنهنجي شڪل تبديل ڪندو آهي، هڪ ڊبل مارٽينسٽڪ مرحلي تائين پهچي ويندو آهي.
تجويز ڪيل SMA تي ٻڌل لڪير ايڪٽيوٽر سسٽم ۾ هڪ بائي موڊل ترتيب آهي جنهن ۾ SMA تارون زاويه تي آهن. (a) پروٽوٽائپ جو هڪ CAD ماڊل ڏيکاري ٿو، جيڪو پروٽوٽائپ لاءِ ڪجهه حصن ۽ انهن جي معنيٰ جو ذڪر ڪري ٿو، (b، d) ترقي يافته تجرباتي پروٽوٽائپ 35 جي نمائندگي ڪري ٿو. جڏهن ته (b) برقي ڪنيڪشن ۽ بائيس اسپرنگس ۽ اسٽرين گيج استعمال ٿيل پروٽوٽائپ جو مٿيون نظارو ڏيکاري ٿو، (d) سيٽ اپ جو هڪ نقطه نظر ڏيک ڏيکاري ٿو. (e) ڪنهن به وقت t تي بائي موڊل طور تي رکيل SMA تارن سان هڪ لڪير ايڪٽيويشن سسٽم جو ڊاگرام، فائبر ۽ عضلات جي طاقت جي هدايت ۽ ڪورس ڏيکاري ٿو. (c) ٻن-پلين SMA تي ٻڌل ايڪٽيوٽر کي ترتيب ڏيڻ لاءِ هڪ 2-DOF گردشي پرزميٽڪ ڪنيڪشن تجويز ڪيو ويو آهي. جيئن ڏيکاريل آهي، لنڪ هيٺئين ڊرائيو کان مٿين بازو تائين لڪير واري حرڪت کي منتقل ڪري ٿو، هڪ گردشي ڪنيڪشن ٺاهي ٿو. ٻئي طرف، پرزم جي جوڙي جي حرڪت ملٽي ليئر پهرين اسٽيج ڊرائيو جي حرڪت وانگر آهي.
SMA تي ٻڌل بائي موڊل ڊرائيو جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ شڪل 9b ۾ ڏيکاريل پروٽوٽائپ تي هڪ تجرباتي مطالعو ڪيو ويو. جيئن شڪل 10a ۾ ڏيکاريل آهي، تجرباتي سيٽ اپ ۾ SMA تارن کي ان پٽ وولٽيج فراهم ڪرڻ لاءِ هڪ پروگراميبل DC پاور سپلائي شامل هئي. جيئن شڪل 10b ۾ ڏيکاريل آهي، گرافٽيڪ GL-2000 ڊيٽا لاگر استعمال ڪندي بلاڪنگ فورس کي ماپڻ لاءِ هڪ پائيزو اليڪٽرڪ اسٽرين گيج (PACEline CFT/5kN) استعمال ڪيو ويو. ڊيٽا کي وڌيڪ مطالعي لاءِ هوسٽ پاران رڪارڊ ڪيو ويو آهي. اسٽرين گيجز ۽ چارج ايمپليفائرز کي وولٽيج سگنل پيدا ڪرڻ لاءِ مسلسل پاور سپلائي جي ضرورت آهي. لاڳاپيل سگنلز کي پيزو اليڪٽرڪ فورس سينسر ۽ ٻين پيرا ميٽرز جي حساسيت مطابق پاور آئوٽ پُٽ ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي جيئن ٽيبل 2 ۾ بيان ڪيو ويو آهي. جڏهن وولٽيج پلس لاڳو ڪيو ويندو آهي، ته SMA تار جو گرمي پد وڌي ويندو آهي، جنهن جي ڪري SMA تار دٻجي ويندو آهي، جيڪو ايڪٽيوٽر کي قوت پيدا ڪرڻ جو سبب بڻجندو آهي. 7 V جي ان پٽ وولٽيج پلس ذريعي عضلات جي طاقت جي آئوٽ پُٽ جا تجرباتي نتيجا شڪل 2a ۾ ڏيکاريا ويا آهن.
(الف) تجربي ۾ ايڪٽيوٽر پاران پيدا ٿيندڙ قوت کي ماپڻ لاءِ هڪ SMA تي ٻڌل لڪير ايڪٽيوٽر سسٽم قائم ڪيو ويو. لوڊ سيل بلاڪنگ فورس کي ماپيندو آهي ۽ 24 V DC پاور سپلائي سان طاقتور آهي. GW Instek پروگراميبل DC پاور سپلائي استعمال ڪندي ڪيبل جي پوري ڊيگهه سان 7 V وولٽيج ڊراپ لاڳو ڪيو ويو. SMA تار گرمي جي ڪري سُڪي ويندو آهي، ۽ متحرڪ بازو لوڊ سيل سان رابطو ڪري ٿو ۽ بلاڪنگ فورس استعمال ڪري ٿو. لوڊ سيل GL-2000 ڊيٽا لاگر سان ڳنڍيل آهي ۽ ڊيٽا کي وڌيڪ پروسيسنگ لاءِ هوسٽ تي محفوظ ڪيو ويندو آهي. (ب) عضون جي طاقت کي ماپڻ لاءِ تجرباتي سيٽ اپ جي اجزاء جي زنجير کي ڏيکاريندڙ ڊاگرام.
شڪل جي ياداشت جا الائي حرارتي توانائي سان پرجوش ٿين ٿا، تنهن ڪري شڪل جي ياداشت جي رجحان جي مطالعي لاءِ گرمي پد هڪ اهم پيرا ميٽر بڻجي ويندو آهي. تجرباتي طور تي، جيئن شڪل 11a ۾ ڏيکاريل آهي، حرارتي تصوير ۽ درجه حرارت جي ماپ هڪ پروٽوٽائپ SMA-بنياد تي ڊائيولريٽ ايڪٽيوٽر تي ڪئي وئي. هڪ پروگراميبل DC ذريعو تجرباتي سيٽ اپ ۾ SMA تارن تي ان پٽ وولٽيج لاڳو ڪيو، جيئن شڪل 11b ۾ ڏيکاريل آهي. SMA تار جي درجه حرارت جي تبديلي کي حقيقي وقت ۾ هڪ هاءِ ريزوليوشن LWIR ڪئميرا (FLIR A655sc) استعمال ڪندي ماپيو ويو. هوسٽ وڌيڪ پوسٽ پروسيسنگ لاءِ ڊيٽا رڪارڊ ڪرڻ لاءِ ريسرچ آئي آر سافٽ ويئر استعمال ڪري ٿو. جڏهن وولٽيج پلس لاڳو ڪئي ويندي آهي، ته SMA تار جو گرمي پد وڌي ويندو آهي، جنهن جي ڪري SMA تار سڪي ويندو آهي. شڪل 2b تي 7V ان پٽ وولٽيج پلس لاءِ وقت جي مقابلي ۾ SMA تار جي درجه حرارت جا تجرباتي نتيجا ڏيکاري ٿو.
پوسٽ جو وقت: سيپٽمبر-28-2022
