Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى چەكلىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر ھەممە يەردە ئىشلىتىلىدۇ ۋە ئىشلەپچىقىرىش ۋە سانائەت ئاپتوماتلاشتۇرۇشتا ھەر خىل مەشغۇلاتلارنى ئېلىپ بېرىش ئۈچۈن توغرا قوزغىتىش كۈچى ياكى بۇراش مومېنتىنى قوللىنىش ئارقىلىق كونترول قىلىنىدىغان ھەرىكەت ھاسىل قىلىدۇ. تېخىمۇ تېز، كىچىك ۋە تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە بولغان ئېھتىياج ھەرىكەتلەندۈرگۈچ لايىھەلەشتە يېڭىلىق يارىتىشنى ئىلگىرى سۈرمەكتە. شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى (SMA) ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرى ئادەتتىكى ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە قارىغاندا بىر قاتار ئەۋزەللىكلەرنى تەمىنلەيدۇ، بۇنىڭ ئىچىدە يۇقىرى قۇۋۋەت-ئېغىرلىق نىسبىتى بار. بۇ دىسسېرتاتسىيەدە، بىئولوگىيىلىك سىستېمىلارنىڭ پەي مۇسكۇللىرىنىڭ ئەۋزەللىكى ۋە SMA نىڭ ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلىرىنى بىرلەشتۈرگەن ئىككى پەيلىك SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ ئىجاد قىلىندى. بۇ تەتقىقات قوش موداللىق SMA سىم ئورۇنلاشتۇرۇشىغا ئاساسەن يېڭى ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ماتېماتىكىلىق مودېلىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ۋە ئۇنى تەجرىبە ئارقىلىق سىناق قىلىش ئارقىلىق ئىلگىرىكى SMA ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرىنى تەتقىق قىلىدۇ ۋە كېڭەيتىدۇ. SMA غا ئاساسلانغان مەلۇم ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە سېلىشتۇرغاندا، يېڭى ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچى كەم دېگەندە 5 ھەسسە يۇقىرى (150 N غىچە). ماس كېلىدىغان ئېغىرلىق يوقىتىش تەخمىنەن %67. ماتېماتىكىلىق مودېللارنىڭ سەزگۈرلۈك ئانالىزىنىڭ نەتىجىسى لايىھە پارامېتىرلىرىنى تەڭشەش ۋە ئاچقۇچ پارامېتىرلارنى چۈشىنىش ئۈچۈن پايدىلىق. بۇ تەتقىقات دىنامىكىنى تېخىمۇ ياخشىلاش ئۈچۈن ئىشلىتىشكە بولىدىغان كۆپ دەرىجىلىك N-باسقۇچلۇق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنى تېخىمۇ تونۇشتۇرىدۇ. SMA ئاساسلىق دىپۋالېرات مۇسكۇل ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرىنىڭ قوللىنىشچانلىقى كەڭ دائىرىدە بولۇپ، بىنا ئاپتوماتلاشتۇرۇشتىن تارتىپ دورا يەتكۈزۈش سىستېمىلىرىغىچە بولىدۇ.
سۈت ئەمگۈچىلەرنىڭ مۇسكۇل قۇرۇلمىسى قاتارلىق بىئولوگىيىلىك سىستېمىلار نۇرغۇن ئىنچىكە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچلەرنى قوزغىتالايدۇ1. سۈت ئەمگۈچىلەرنىڭ مۇسكۇل قۇرۇلمىسى ئوخشىمايدۇ، ھەر بىرىنىڭ ئۆزىگە خاس مەقسىتى بار. قانداقلا بولمىسۇن، سۈت ئەمگۈچىلەرنىڭ مۇسكۇل توقۇلمىسىنىڭ قۇرۇلمىسىنىڭ كۆپ قىسمىنى ئىككى چوڭ تۈرگە بۆلۈشكە بولىدۇ: پاراللېل ۋە بەش شەكىللىك. نامىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، سان مۇسكۇلى ۋە باشقا ئېگىلىش مۇسكۇللىرىدا، پاراللېل مۇسكۇللاردا مەركىزىي پەيگە پاراللېل مۇسكۇل تالالىرى بار. مۇسكۇل تالالىرى زەنجىرى ئۇلارنىڭ ئەتراپىدىكى تۇتاشتۇرغۇچ توقۇلمىلار تەرىپىدىن تىزىلغان ۋە فۇنكسىيە جەھەتتىن تۇتاشتۇرۇلغان. بۇ مۇسكۇللارنىڭ چوڭ ئېكسسىيەسى (قىسقارىش نىسبىتى) بار دېيىلسىمۇ، ئۇلارنىڭ ئومۇمىي مۇسكۇل كۈچى ناھايىتى چەكلىك. ئەكسىچە، ئۈچ باشلىق بالاق مۇسكۇلىدا2 (لاتېرال گاستروكنېمىئۇس (GL)3، ئوتتۇرا گاستروكنېمىئۇس (GM)4 ۋە سولېئۇس (SOL)) ۋە سوزغۇچى فېمورىس (تۆت باشلىق)5،6 بەش باشلىق مۇسكۇل توقۇلمىسى ھەر بىر مۇسكۇلدا7 ئۇچرايدۇ. بەش باشلىق قۇرۇلمىدا، ئىككى باشلىق مۇسكۇلدىكى مۇسكۇل تالالىرى مەركىزىي پەينىڭ ئىككى تەرىپىدە قىيسىق بۇلۇڭدا (بىر باشلىق بۇلۇڭ) بولىدۇ. پېننات لاتىنچە «penna» سۆزىدىن كەلگەن بولۇپ، «قەلەم» دېگەن مەنىنى بىلدۈرىدۇ، 1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، پەي شەكلىدە كۆرۈنىدۇ. پېننات مۇسكۇللىرىنىڭ تالالىرى قىسقا ۋە مۇسكۇلنىڭ ئۇزۇنلۇق ئوقىغا قاراپ بۇلۇڭلۇق. پېننات قۇرۇلمىسى سەۋەبىدىن، بۇ مۇسكۇللارنىڭ ئومۇمىي ھەرىكەتچانلىقى تۆۋەنلەيدۇ، بۇ قىسقارۇش جەريانىنىڭ كۆندەلمە ۋە ئۇزۇنلۇق تەركىبلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن، بۇ مۇسكۇللارنىڭ ئاكتىپلىشىشى فىزىئولوگىيىلىك كېسىشمە كۆلىمىنى ئۆلچەش ئۇسۇلى سەۋەبىدىن ئومۇمىي مۇسكۇل كۈچىنى ئاشۇرىدۇ. شۇڭا، مەلۇم بىر كېسىشمە كۆلىمى ئۈچۈن، پېننات مۇسكۇللىرى كۈچلۈك بولىدۇ ۋە پاراللېل تالالىق مۇسكۇللارغا قارىغاندا يۇقىرى كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. يەككە تالالار تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان كۈچلەر بۇ مۇسكۇل توقۇلمىسىدا ماكروسكوپ سەۋىيەسىدە مۇسكۇل كۈچىنى ھاسىل قىلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، ئۇنىڭ تېز قىسقىراش، سوزۇلۇش زەخمىلىنىشىدىن ساقلاش، ياستۇقلاش قاتارلىق ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلىرى بار. ئۇ مۇسكۇل ھەرىكەت سىزىقلىرى بىلەن مۇناسىۋەتلىك تالا تەرتىپىنىڭ ئۆزگىچە ئالاھىدىلىكلىرى ۋە گېئومېتىرىيەلىك مۇرەككەپلىكىدىن پايدىلىنىش ئارقىلىق تالا كىرىشى بىلەن مۇسكۇل كۈچ چىقىرىش ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى ئۆزگەرتىدۇ.
كۆرسىتىلگەندەك، ئىككى خىل مودېللىق مۇسكۇل قۇرۇلمىسىغا مۇناسىۋەتلىك مەۋجۇت SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ لايىھەلىرىنىڭ سىخېماتىك دىئاگراممىلىرى بار، مەسىلەن (a)، SMA سىملىرى ئارقىلىق ھەرىكەتلەندۈرۈلگەن قول شەكىللىك ئۈسكۈنىنىڭ ئىككى چاقلىق ئاپتوماتىك كۆچمە روبوتقا ئورنىتىلغان تېگىش كۈچىنىڭ ئۆز-ئارا تەسىرىنى ئىپادىلەيدۇ9،10. ، (b) ئانتاگونتىك ئورۇنلاشتۇرۇلغان SMA يايلىق ئوربىتا ھەرىكەتلەندۈرگۈچ بىلەن روبوت ئوربىتا ھەرىكەتلەندۈرگۈچ. ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۆزنىڭ ئورنى كۆزنىڭ كۆز مۇسكۇلىدىن كەلگەن سىگنال تەرىپىدىن كونترول قىلىنىدۇ11، (c) SMA ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرى يۇقىرى چاستوتا ئىنكاسى ۋە تۆۋەن بەلباغ كەڭلىكى سەۋەبىدىن سۇ ئاستى قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى. بۇ سەپلىمەدە، SMA ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرى بېلىقلارنىڭ ھەرىكىتىنى تەقلىد قىلىش ئارقىلىق دولقۇن ھەرىكىتىنى ھاسىل قىلىشقا ئىشلىتىلىدۇ، (d) SMA ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرى 10-قانال ئىچىدىكى SMA سىملىرىنىڭ ھەرىكىتى ئارقىلىق كونترول قىلىنىدىغان دىيۇملۇق قۇرت ھەرىكىتى پىرىنسىپىنى ئىشلىتەلەيدىغان مىكرو تۇرۇبا تەكشۈرۈش روبوتىنى ياساشقا ئىشلىتىلىدۇ، (e) مۇسكۇل تالالىرىنىڭ قىسقىرىشى ۋە گاستروكنېمىيۇس توقۇلمىسىدا قىسقىرىشى كۈچىنى ھاسىل قىلىش يۆنىلىشىنى كۆرسىتىدۇ، (f) پېننات مۇسكۇل قۇرۇلمىسىدىكى مۇسكۇل تالالىرى شەكلىدە ئورۇنلاشتۇرۇلغان SMA سىملىرىنى كۆرسىتىدۇ.
ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر كەڭ دائىرىلىك قوللىنىشچانلىقى سەۋەبىدىن مېخانىكىلىق سىستېمىلارنىڭ مۇھىم بىر قىسمىغا ئايلاندى. شۇڭا، كىچىكرەك، تېزراق ۋە ئۈنۈملۈك ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە بولغان ئېھتىياج ئىنتايىن مۇھىم. ئۇلارنىڭ ئەۋزەللىكلىرىگە قارىماي، ئەنئەنىۋى ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنىڭ ئاسراشقا قىممەت ۋە ۋاقىت كېتىدىغانلىقى ئىسپاتلاندى. گىدراۋلىك ۋە پنېۋماتىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر مۇرەككەپ ۋە قىممەت بولۇپ، ئۇپراش، مايلاش مەسىلىلىرى ۋە زاپچاسلارنىڭ بۇزۇلۇشىغا ئۇچرايدۇ. ئېھتىياجغا ئاساسەن، دىققەت نۇقتىسى ئەقىللىق ماتېرىياللارغا ئاساسلانغان، تەننەرخى تۆۋەن، چوڭ-كىچىكلىكى ئەلالاشتۇرۇلغان ۋە ئىلغار ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا مەركەزلەشكەن. داۋاملىق تەتقىقاتلار بۇ ئېھتىياجنى قاندۇرۇش ئۈچۈن شەكىل خاتىرە قېتىشمىسى (SMA) قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى تەتقىق قىلماقتا. قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر ئۆزگىچە بولۇپ، ئۇلار نۇرغۇن ئايرىم ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى گېئومېتىرىيەلىك جەھەتتىن مۇرەككەپ ماكرو كۆلەمدىكى تارماق سىستېمىلارغا بىرلەشتۈرۈپ، ئىقتىدارنى ئاشۇرۇش ۋە كېڭەيتىشنى تەمىنلەيدۇ. بۇ جەھەتتە، يۇقىرىدا تەسۋىرلەنگەن ئىنسان مۇسكۇل توقۇلمىسى بۇنداق كۆپ قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئېسىل كۆپ قاتلاملىق مىسالىنى تەمىنلەيدۇ. بۇ تەتقىقات قوش موداللىق مۇسكۇللاردا مەۋجۇت بولغان تالا يۆنىلىشىگە ماسلاشتۇرۇلغان بىر قانچە يەككە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ ئېلېمېنتلىرى (SMA سىملىرى) بار كۆپ قاتلاملىق SMA ھەرىكەتلەندۈرگۈچنى تەسۋىرلەيدۇ، بۇ ئومۇمىي ھەرىكەتلەندۈرگۈچ ئىقتىدارنى ياخشىلايدۇ.
ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئاساسلىق مەقسىتى ئېلېكتر ئېنېرگىيەسىنى ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق كۈچ ۋە يۆتكىلىش قاتارلىق مېخانىكىلىق توك چىقىرىشنى ھاسىل قىلىشتۇر. شەكىلنى ساقلاش قېتىشمىلىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا شەكلىنى ئەسلىگە كەلتۈرەلەيدىغان «ئەقىللىق» ماتېرىياللار تۈرى. يۇقىرى يۈك ئاستىدا، SMA سىم تېمپېراتۇرىسىنىڭ ئۆرلىشى شەكىلنىڭ ئەسلىگە كېلىشىگە ئېلىپ كېلىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە ھەر خىل بىۋاسىتە باغلىنىدىغان ئەقلىي ماتېرىياللارغا سېلىشتۇرغاندا ھەرىكەت ئېنېرگىيەسى زىچلىقى يۇقىرى بولىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، مېخانىكىلىق يۈك ئاستىدا، SMA لار موز بولۇپ قالىدۇ. بەزى شارائىتلاردا، دەۋرىيلىك يۈك مېخانىكىلىق ئېنېرگىيەنى سۈمۈرۈپ قويۇپ بېرەلەيدۇ، بۇنىڭ بىلەن قايتىدىغان گىستېرېتىك شەكىل ئۆزگىرىشى كۆرۈلىدۇ. بۇ ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلەر SMA نى سېنزورلار، تىترەشنى پەسەيتىش ۋە بولۇپمۇ ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر ئۈچۈن ئەڭ ياخشى قىلىدۇ12. بۇنى نەزەردە تۇتۇپ، SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر توغرىسىدا نۇرغۇن تەتقىقاتلار ئېلىپ بېرىلدى. SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنىڭ ھەر خىل قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن يۆتكىلىشچان ۋە ئايلىنىش ھەرىكىتى بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن لايىھەلەنگەنلىكىنى ئەسكەرتىش كېرەك13،14،15. بەزى ئايلىنىشچان ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر ئىجاد قىلىنغان بولسىمۇ، تەتقىقاتچىلار بولۇپمۇ سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە قىزىقىدۇ. بۇ سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى ئۈچ خىل ھەرىكەتلەندۈرگۈچكە بۆلۈشكە بولىدۇ: بىر ئۆلچەملىك، يۆتكىلىشچان ۋە پەرقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر16. دەسلەپتە، ئارىلاشما قوزغاتقۇچلار SMA ۋە باشقا ئەنئەنىۋى قوزغاتقۇچلار بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ ياسالغان. SMA ئاساسلىق ئارىلاشما سىزىقلىق قوزغاتقۇچنىڭ بىر مىسالى، تەخمىنەن 100 N چىقىش كۈچى ۋە كۆرۈنەرلىك يۆتكىلىش كۈچى بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن SMA سىم بىلەن DC ماتورنى ئىشلىتىشتۇر.
پۈتۈنلەي SMA غا ئاساسلانغان قوزغاتقۇچلارنىڭ دەسلەپكى تەرەققىياتلىرىنىڭ بىرى SMA پاراللېل قوزغاتقۇچ ئىدى. كۆپ SMA سىملىرىنى ئىشلىتىپ، SMA ئاساسلىق پاراللېل قوزغاتقۇچ بارلىق SMA18 سىملىرىنى پاراللېل قويۇش ئارقىلىق قوزغاتقۇچنىڭ قۇۋۋەت ئىقتىدارىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن. قوزغاتقۇچلارنى پاراللېل ئۇلاش پەقەت تېخىمۇ كۆپ قۇۋۋەت تەلەپ قىلىپلا قالماي، يەنە بىر سىمنىڭ چىقىرىش قۇۋۋىتىنى چەكلەيدۇ. SMA ئاساسلىق قوزغاتقۇچلارنىڭ يەنە بىر كەمچىلىكى ئۇلارنىڭ ئېرىشەلەيدىغان چەكلىك يۈرۈشىدۇر. بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، يۆتكىلىشنى ئاشۇرۇش ۋە سىزىقلىق ھەرىكەتكە ئېرىشىش ئۈچۈن يۆتكىلىشچان يۇمشاق نۇرنى ئۆز ئىچىگە ئالغان SMA كابېل نۇرى ياسىلدى، ئەمما يۇقىرى كۈچ ھاسىل قىلمىدى19. شەكىل خاتىرە قېتىشمىسىغا ئاساسلانغان روبوتلار ئۈچۈن يۇمشاق شەكىل ئۆزگەرتىشكە بولىدىغان قۇرۇلمىلار ۋە رەختلەر ئاساسلىقى سوقۇلۇشنى كۈچەيتىش ئۈچۈن ئىجاد قىلىندى20،21،22. يۇقىرى سۈرئەت تەلەپ قىلىنىدىغان قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن، مىكرو پومپا قوزغاتقۇچ قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن نېپىز پەردە SMA نى ئىشلىتىپ ئىخچام قوزغاتقۇچ پومپىلار دوكلات قىلىندى23. نېپىز پەردە SMA پەردىسىنىڭ قوزغاتقۇچ چاستوتىسى قوزغاتقۇچنىڭ سۈرئىتىنى كونترول قىلىشتىكى ئاچقۇچلۇق ئامىل. شۇڭا، SMA سىزىقلىق ماتورلىرى SMA ياي ياكى تاياقچە ماتورلىرىغا قارىغاندا ياخشىراق دىنامىك ئىنكاسقا ئىگە. يۇمشاق روبوت ۋە تۇتۇش تېخنىكىسى SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى ئىشلىتىدىغان يەنە ئىككى خىل قوللىنىشچان پروگرامما. مەسىلەن، 25 N بوشلۇق قىسقۇچتا ئىشلىتىلگەن ئۆلچەملىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئورنىنى ئېلىش ئۈچۈن، شەكىل خاتىرە قېتىشمىسى پاراللېل ھەرىكەتلەندۈرگۈچ 24 ئىجاد قىلىندى. يەنە بىر ئەھۋالدا، SMA يۇمشاق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ ئەڭ چوڭ تارتىش كۈچى 30 N غا يېتىدىغان ئىچكى ماترىتسىسى بار سىم ئاساسىدا ياسىلدى. SMA لار مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن بىئولوگىيىلىك ھادىسىلەرنى تەقلىد قىلىدىغان ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنى ئىشلەپچىقىرىشقىمۇ ئىشلىتىلىدۇ. بۇنداق تەرەققىياتلارنىڭ بىرى 12 ھۈجەيرىلىك روبوتنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ روبوت يەر قۇرتىغا ئوخشاش جانلىقنىڭ SMA بىلەن بىئومىمېتىكىسى بولۇپ، سىنۇسلۇق ھەرىكەت ھاسىل قىلىپ ئوت ئېلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ26،27.
ئىلگىرى دېيىلگەندەك، مەۋجۇت SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەردىن ئېرىشكىلى بولىدىغان ئەڭ چوڭ كۈچنىڭ چەكلىمىسى بار. بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، بۇ تەتقىقات بىئومىمېتىك قوش موداللىق مۇسكۇل قۇرۇلمىسىنى تونۇشتۇرىدۇ. شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى سىم ئارقىلىق ھەرىكەتلەندۈرۈلىدۇ. ئۇ بىر قانچە شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى سىملىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان تۈرگە ئايرىش سىستېمىسىنى تەمىنلەيدۇ. ھازىرغىچە، ئەدەبىياتتا ئوخشاش قۇرۇلمىغا ئىگە SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر خەۋەر قىلىنمىغان. بۇ SMA ئاساسلىق ئۆزگىچە ۋە يېڭى سىستېما قوش موداللىق مۇسكۇل تەڭشەش جەريانىدا SMA نىڭ ھەرىكىتىنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن ئىجاد قىلىنغان. مەۋجۇت SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە سېلىشتۇرغاندا، بۇ تەتقىقاتنىڭ مەقسىتى كىچىك ھەجىمدە كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى كۈچ ھاسىل قىلىش ئۈچۈن بىئومىمېتىك قوش ۋالېرات ھەرىكەتلەندۈرگۈچنى يارىتىش ئىدى. HVAC بىنا ئاپتوماتلاشتۇرۇش ۋە كونترول سىستېمىسىدا ئىشلىتىلىدىغان ئادەتتىكى قەدەملىك ماتور ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرىگە سېلىشتۇرغاندا، تەكلىپ قىلىنغان SMA ئاساسلىق قوش موداللىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ لايىھە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ مېخانىزمىنىڭ ئېغىرلىقىنى %67 تۆۋەنلىتىدۇ. تۆۋەندە، «مۇسكۇل» ۋە «ھەرىكەتلەندۈرگۈچ» دېگەن سۆزلەر بىر-بىرىنىڭ ئورنىغا ئىشلىتىلىدۇ. بۇ تەتقىقات بۇنداق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ كۆپ فىزىكىلىق سىمۇلياتسىيەسىنى تەكشۈرىدۇ. بۇنداق سىستېمىلارنىڭ مېخانىكىلىق ھەرىكىتى تەجرىبە ۋە ئانالىز ئۇسۇللىرى ئارقىلىق تەتقىق قىلىندى. 7 ۋولتلۇق كىرىش توك بېسىمىدا كۈچ ۋە تېمپېراتۇرا تەقسىملىنىشى تېخىمۇ چوڭقۇر تەكشۈرۈلدى. كېيىن، ئاچقۇچ پارامېتىرلار بىلەن چىقىش كۈچى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى تېخىمۇ ياخشى چۈشىنىش ئۈچۈن پارامېتىرلىق ئانالىز ئېلىپ بېرىلدى. ئاخىرىدا، دەرىجە دەرىجىلىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر تەسەۋۋۇر قىلىندى ۋە دەرىجە دەرىجىلىك ئۈنۈملەر سۈنئىي قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن ماگنىتلىق ئەمەس ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرنىڭ كەلگۈسىدىكى يوشۇرۇن ساھەسى سۈپىتىدە ئوتتۇرىغا قويۇلدى. يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان تەتقىقاتلارنىڭ نەتىجىسىگە قارىغاندا، بىر باسقۇچلۇق قۇرۇلمىنى ئىشلىتىش دوكلات قىلىنغان SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە قارىغاندا كەم دېگەندە تۆت ھەسسىدىن بەش ھەسسىگىچە يۇقىرى كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، كۆپ قاتلاملىق كۆپ قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان ئوخشاش ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ ئادەتتىكى SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەرگە قارىغاندا ئون ھەسسىدىن ئارتۇق ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى. ئاندىن تەتقىقاتتا ھەر خىل لايىھەلەر ۋە كىرگۈزۈش ئۆزگەرگۈچى مىقدارلىرى ئوتتۇرىسىدىكى سەزگۈرلۈك ئانالىزى ئارقىلىق ئاچقۇچ پارامېتىرلار دوكلات قىلىندى. SMA سىمنىڭ دەسلەپكى ئۇزۇنلۇقى (\(l_0\))، ئۇچلۇق بۇلۇڭ (\(\alpha\)) ۋە ھەر بىر يەككە زەنجىردىكى يەككە زەنجىر سانى (n) ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىگە كۈچلۈك سەلبىي تەسىر كۆرسىتىدۇ، كىرگۈزۈش توك بېسىمى (ئېنېرگىيە) بولسا مۇسبەت مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى.
SMA سىمى نىكېل-تىتان (Ni-Ti) قېتىشمىلىرى ئائىلىسىدە كۆرۈلىدىغان شەكىل ئەستە ساقلاش ئۈنۈمىنى (SME) نامايان قىلىدۇ. ئادەتتە، SMA لار تېمپېراتۇرىغا باغلىق ئىككى باسقۇچنى كۆرسىتىدۇ: تۆۋەن تېمپېراتۇرا باسقۇچى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا باسقۇچى. ھەر ئىككى باسقۇچنىڭ ئوخشىمايدىغان كىرىستال قۇرۇلمىلىرىنىڭ مەۋجۇتلۇقى سەۋەبىدىن ئۆزگىچە خۇسۇسىيىتى بار. ئۆزگىرىش تېمپېراتۇرىسىدىن يۇقىرى بولغان ئاۋستېنىت باسقۇچىدا (يۇقىرى تېمپېراتۇرا باسقۇچى)، ماتېرىيال يۇقىرى كۈچلۈكلۈكنى نامايان قىلىدۇ ۋە يۈك ئاستىدا ناچار شەكىللىنىدۇ. قېتىشما داتلاشماس پولاتقا ئوخشاش ھەرىكەت قىلىدۇ، شۇڭا ئۇ يۇقىرى ھەرىكەت بېسىمىغا بەرداشلىق بېرەلەيدۇ. Ni-Ti قېتىشمىلىرىنىڭ بۇ خۇسۇسىيىتىدىن پايدىلىنىپ، SMA سىملىرى ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ ھاسىل قىلىش ئۈچۈن قىيپاشلىنىدۇ. ھەر خىل پارامېتىرلار ۋە ھەر خىل گېئومېتىرىيەلەرنىڭ تەسىرىدە SMA نىڭ ئىسسىقلىق ھەرىكىتىنىڭ ئاساسىي مېخانىكىسىنى چۈشىنىش ئۈچۈن مۇۋاپىق ئانالىز مودېللىرى ئىجاد قىلىندى. تەجرىبە ۋە ئانالىز نەتىجىلىرى ئوتتۇرىسىدا ياخشى ماسلىشىش قولغا كەلتۈرۈلدى.
9a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن ئۈلگە ئۈستىدە SMA غا ئاساسلانغان قوش مودېللىق قوزغاتقۇچنىڭ ئىقتىدارىنى باھالاش ئۈچۈن تەجرىبە تەتقىقاتى ئېلىپ بېرىلدى. بۇ خۇسۇسىيەتلەرنىڭ ئىككىسى، يەنى قوزغاتقۇچ ھاسىل قىلغان كۈچ (مۇسكۇل كۈچى) ۋە SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى (SMA تېمپېراتۇرىسى) تەجرىبە ئارقىلىق ئۆلچەندى. قوزغاتقۇچتىكى سىمنىڭ پۈتۈن ئۇزۇنلۇقى بويىچە توك بېسىمى پەرقى ئاشقاندا، جوئۇل قىزىتىش ئۈنۈمى سەۋەبىدىن سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئاشىدۇ. كىرىش توك بېسىمى ئىككى 10 سېكۇنتلۇق دەۋرىيلىكتە قوللىنىلدى (2a، b-رەسىملەردە قىزىل نۇقتا سۈپىتىدە كۆرسىتىلدى)، ھەر بىر دەۋرىيلىك ئارىسىدا 15 سېكۇنتلۇق سوۋۇتۇش مەزگىلى بار. توسۇش كۈچى پىيېزوئېلېكترلىق بېسىم ئۆلچەش ئەسۋابى ئارقىلىق ئۆلچەندى، ھەمدە SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرا تەقسىملىنىشى ئىلمىي دەرىجىلىك يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى LWIR كامېراسى ئارقىلىق ھەقىقىي ۋاقىتتا كۆزىتىلدى (2-جەدۋەلدىكى ئىشلىتىلگەن ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئالاھىدىلىكلىرىگە قاراڭ). يۇقىرى توك بېسىمى باسقۇچىدا سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى مونوتونلۇق ئۆرلەيدۇ، ئەمما توك ئېقىۋاتقاندا، سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى داۋاملىق تۆۋەنلەيدۇ. ھازىرقى تەجرىبە قۇرۇلمىسىدا، سوۋۇتۇش باسقۇچىدا SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى تۆۋەنلىگەن، ئەمما يەنىلا مۇھىت تېمپېراتۇرىسىدىن يۇقىرى بولغان. 2e-رەسىمدە LWIR كامېراسىدىن ئېلىنغان SMA سىمدىكى تېمپېراتۇرىنىڭ سۈرەتلىرى كۆرسىتىلگەن. يەنە بىر تەرەپتىن، 2a-رەسىمدە قوزغاتقۇچ سىستېمىسى ھاسىل قىلغان توسۇش كۈچى كۆرسىتىلگەن. مۇسكۇل كۈچى ياينىڭ ئەسلىگە كەلتۈرۈش كۈچىدىن ئېشىپ كەتكەندە، 9a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، ھەرىكەتچان قول ھەرىكەتلىنىشكە باشلايدۇ. ھەرىكەتلىنىش باشلىنىشى بىلەن، ھەرىكەتچان قول سېنزور بىلەن ئۇچرىشىشقا باشلايدۇ، بۇ 2c، d-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، بەدەن كۈچى ھاسىل قىلىدۇ. ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرا \(84\,^{\circ}\hbox {C}\ غا يېقىنلاشقاندا، كۆزىتىلگەن ئەڭ يۇقىرى كۈچ 105 N بولىدۇ.
گىرافىكتا SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى ۋە SMA ئاساسلىق قوش موداللىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئىككى دەۋرىيلىكتە ھاسىل قىلغان كۈچىنىڭ تەجرىبە نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى. كىرىش توك بېسىمى ئىككى 10 سېكۇنتلۇق دەۋرىيلىكتە (قىزىل نۇقتىلار بىلەن كۆرسىتىلدى) قوللىنىلىدۇ، ھەر بىر دەۋرىيلىكتە 15 سېكۇنتلۇق سوۋۇتۇش مەزگىلى بار. سىناقلاردا ئىشلىتىلگەن SMA سىمى Dynalloy شىركىتىنىڭ دىئامېتىرى 0.51 مىللىمېتىر كېلىدىغان Flexinol سىمى ئىدى. (a) گىرافىكتا ئىككى دەۋرىيلىكتە قولغا كەلتۈرۈلگەن تەجرىبە كۈچى كۆرسىتىلدى، (c, d) PACEline CFT/5kN پىئېزوئېلېكتر كۈچ ئۆزگەرتكۈچتىكى ھەرىكەتچان قول ھەرىكەتلەندۈرگۈچلىرىنىڭ ھەرىكىتىنىڭ ئىككى مۇستەقىل مىسالى كۆرسىتىلدى، (b) گىرافىكتا ئىككى دەۋرىيلىك ۋاقىت ئىچىدە پۈتۈن SMA سىمىنىڭ ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىسى كۆرسىتىلدى، (e) FLIR ResearchIR يۇمشاق دېتالى LWIR كامېراسى ئارقىلىق SMA سىمىدىن ئېلىنغان تېمپېراتۇرا سۈرىتى كۆرسىتىلدى. سىناقلاردا كۆزدە تۇتۇلغان گېئومېتىرىيەلىك پارامېتىرلار 1-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
ماتېماتىكىلىق مودېلنىڭ سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى بىلەن تەجرىبە نەتىجىلىرى 5-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، 7V كىرىش توك بېسىمى شەرتى ئاستىدا سېلىشتۇرۇلدى. پارامېتىرلىق ئانالىز نەتىجىلىرىگە ئاساسەن ۋە SMA سىمىنىڭ قىزىپ كېتىش ئېھتىماللىقىدىن ساقلىنىش ئۈچۈن، ھەرىكەتلەندۈرگۈچكە 11.2 W توك بېرىلدى. كىرىش توك بېسىمى سۈپىتىدە 7V بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن پروگراممىلىغىلى بولىدىغان تۇراقلىق توك مەنبەسى ئىشلىتىلدى، ھەمدە سىمدا 1.6A توك ئۆلچەندى. توك بېرىلگەندە قوزغاتقۇچ تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان كۈچ ۋە SDR نىڭ تېمپېراتۇرىسى ئاشىدۇ. 7V كىرىش توك بېسىمى بىلەن، بىرىنچى دەۋرىيلىكنىڭ سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى ۋە تەجرىبە نەتىجىلىرىدىن ئېرىشكەن ئەڭ چوڭ چىقىرىش كۈچى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 78 N ۋە 96 N. ئىككىنچى دەۋرىيلىكتە، سىمۇلياتسىيە ۋە تەجرىبە نەتىجىلىرىنىڭ ئەڭ چوڭ چىقىرىش كۈچى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 150 N ۋە 105 N بولدى. توسۇلۇش كۈچىنى ئۆلچەش بىلەن تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى ئوتتۇرىسىدىكى پەرق توسۇلۇش كۈچىنى ئۆلچەشتە ئىشلىتىلگەن ئۇسۇلدىن بولۇشى مۇمكىن. رەسىمدە كۆرسىتىلگەن تەجرىبە نەتىجىلىرى. 5a قۇلۇپلاش كۈچىنى ئۆلچەشكە ماس كېلىدۇ، بۇ ئۆلچەش 2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، قوزغاتقۇچ ئوق PACEline CFT/5kN پىئېزوئېلېكتر كۈچ ئۆزگەرتكۈچ بىلەن ئۇچراشقاندا ئۆلچەنگەن. شۇڭا، قوزغاتقۇچ ئوق سوۋۇتۇش رايونىنىڭ بېشىدىكى كۈچ سېنزورى بىلەن ئۇچراشمىغاندا، كۈچ دەرھال نۆلگە ئايلىنىدۇ، رەسىم 2d دە كۆرسىتىلگەندەك. بۇنىڭدىن باشقا، كېيىنكى دەۋرىيلىكلەردە كۈچنىڭ شەكىللىنىشىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان باشقا پارامېتىرلار سوۋۇتۇش ۋاقتىنىڭ قىممىتى ۋە ئالدىنقى دەۋرىيلىكتىكى كونۋېكتىپ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش كوئېففىتسېنتى. رەسىم 2b دىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، 15 سېكۇنتلۇق سوۋۇتۇش مەزگىلىدىن كېيىن، SMA سىمى ئۆي تېمپېراتۇرىسىغا يەتمىگەن، شۇڭا ئىككىنچى ھەيدەش دەۋرىيلىكىدە بىرىنچى دەۋرىيلىكتىكىگە (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)) سېلىشتۇرغاندا يۇقىرى باشلانغۇچ تېمپېراتۇرا (\(40\,^{\circ}\hbox {C}\)) بولغان. شۇڭا، بىرىنچى دەۋرىيلىك بىلەن سېلىشتۇرغاندا، ئىككىنچى قىزىتىش دەۋرىيلىكىدىكى SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى دەسلەپكى ئاۋستېنىت تېمپېراتۇرىسىغا (\(A_s\)) بالدۇرراق يېتىدۇ ۋە ئۆتكۈنچى مەزگىلدە ئۇزۇنراق تۇرىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە بېسىم ۋە كۈچ پەيدا بولىدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن، تەجرىبە ۋە سىمۇلياتسىيەلەردىن ئېرىشكەن قىزىتىش ۋە سوۋۇتۇش دەۋرىيلىكىدىكى تېمپېراتۇرا تەقسىملىنىشى تېرموگرافىك ئانالىزدىكى مىساللار بىلەن يۇقىرى سۈپەتلىك ئوخشاشلىققا ئىگە. تەجرىبە ۋە سىمۇلياتسىيەلەردىن ئېرىشكەن SMA سىم تېرمىك سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ سېلىشتۇرما ئانالىزى قىزىتىش ۋە سوۋۇتۇش دەۋرىيلىكىدىكى مۇقىملىقنى ۋە تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ قوبۇل قىلغىلى بولىدىغان چىدامچانلىقى ئىچىدە ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى. بىرىنچى دەۋرىيلىك سىمۇلياتسىيە ۋە تەجرىبە نەتىجىلىرىدىن ئېرىشكەن SMA سىمنىڭ ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) ۋە \(75\,^{\circ }\hbox {C }\)، ئىككىنچى دەۋرىيلىكتە SMA سىمنىڭ ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىسى \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) ۋە \(83\,^{\circ }\hbox {C}\). ئاساسىي جەھەتتىن تەرەققىي قىلدۇرۇلغان مودېل شەكىل ئەستە ساقلاش ئۈنۈمىنىڭ تەسىرىنى جەزملەشتۈردى. بۇ باھالاشتا چارچاش ۋە قىزىپ كېتىشنىڭ رولى كۆزدە تۇتۇلمىدى. كەلگۈسىدە، بۇ مودېل SMA سىمنىڭ بېسىم تارىخىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ھالدا ياخشىلىنىدۇ، بۇ ئۇنى قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا تېخىمۇ ماسلاشتۇرىدۇ. Simulink بۆلىكىدىن ئېرىشكەن قوزغاتقۇچ چىقىرىش كۈچى ۋە SMA تېمپېراتۇرا گىرافىكى 7 V كىرىش توك بېسىمى ئىمپۇلسى شەرتى ئاستىدا تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ يول قويۇلغان چىدامچانلىقى ئىچىدە. بۇ تەرەققىي قىلدۇرۇلغان ماتېماتىكىلىق مودېلنىڭ توغرىلىقى ۋە ئىشەنچلىكلىكىنى جەزملەشتۈردى.
بۇ ماتېماتىكىلىق مودېل MathWorks Simulink R2020b مۇھىتىدا «ئۇسۇللار» بۆلىكىدە تەسۋىرلەنگەن ئاساسىي تەڭلىمىلەر ئارقىلىق تەرەققىي قىلدۇرۇلدى. 3b-رەسىمدە Simulink ماتېماتىكىلىق مودېلىنىڭ بۆلەك دىئاگراممىسى كۆرسىتىلدى. بۇ مودېل 2a، b-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك 7V كىرىش توك بېسىمى ئىمپۇلسى ئۈچۈن سىمۇلياتسىيە قىلىندى. سىمۇلياتسىيەدە ئىشلىتىلگەن پارامېتىرلارنىڭ قىممىتى 1-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى. ئۆتكۈنچى جەريانلارنى سىمۇلياتسىيە قىلىش نەتىجىسى 1- ۋە 1-رەسىملەردە كۆرسىتىلدى. 3a ۋە 4-رەسىملەردە. 4a، b-رەسىمدە SMA سىمىدىكى ئىندۇكسىيەلىك توك بېسىمى ۋە ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ۋاقىتقا باغلىق ھاسىل قىلغان كۈچى كۆرسىتىلدى. تەتۈر ئۆزگەرتىش (قىزىتىش) جەريانىدا، SMA سىم تېمپېراتۇرىسى، \(T < A_s^{\prime}\) (كۈچەيتىش ئۆزگەرتىلگەن ئاۋستېنىت باسقۇچىنىڭ باشلىنىش تېمپېراتۇرىسى) بولغاندا، مارتېنسىت ھەجىم كەسمىنىڭ ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\xi }\)) نۆلگە تەڭ بولىدۇ. تەتۈر ئۆزگەرتىش (قىزىتىش) جەريانىدا، SMA سىم تېمپېراتۇرىسى، \(T < A_s^{\prime}\) (كۈچەيتىش ئۆزگەرتىلگەن ئاۋستېنىت باسقۇچىنىڭ باشلىنىش تېمپېراتۇرىسى) بولغاندا، مارتېنسىت ھەجىم كەسمىنىڭ ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\ xi }\)) نۆلگە تەڭ بولىدۇ. Во время обратного превращения (нагрева) ، كودادا پونا پروۋولوكى SMA ، \ (T تەتۈر ئۆزگەرتىش (قىزىتىش) جەريانىدا، SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى، \(T < A_s^{\prime}\) (كۈچەيتىش بىلەن ئۆزگەرتىلگەن ئاۋستېنىت باشلىنىش تېمپېراتۇرىسى) بولغاندا، مارتېنسىت ھەجىم كەسمىنىڭ ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\ xi }\)) نۆلگە تەڭ بولىدۇ.MA SMA 线温度 \ (T 在 反向 转变 （加热） 中 ， 当 (t (t При обратном превращении (нагреве) при провеоки СПФ \ (T SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسىدا (ئۈستىنىت باسقۇچىنىڭ يادرولىنىش تېمپېراتۇرىسى، بېسىمنى ھېسابقا ئالمىغاندا) تەتۈر ئۆزگەرتىش (قىزىتىش) جەريانىدا، مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتىدىكى ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\( \dot{\ xi }\)) نۆلگە تەڭ بولىدۇ.شۇڭلاشقا، بېسىم ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\sigma}\)) پەقەت (1) تەڭلىمىنى ئىشلەتكەندىلا، بېسىم ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\epsilon}\) ۋە تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى (\(\dot{T} \) غا باغلىق بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، SMA سىمىنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئېشىپ (\(A_s^{\prime}\)) كېسىپ ئۆتكەندە، ئاۋستېنىت باسقۇچى شەكىللىنىشكە باشلايدۇ، ھەمدە (\(\dot{\xi}\)) (3) تەڭلىمىسىنىڭ بېرىلگەن قىممىتى سۈپىتىدە ئېلىنىدۇ. شۇڭا، توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىش سۈرئىتى (\(\dot{\sigma}\)) بىرلىكتە \(\dot{\epsilon}, \dot{T}\) ۋە \(\dot{\xi}\) تەرىپىدىن كونترول قىلىنىدۇ، بۇ فورمۇلا (1) دە بېرىلگەنگە تەڭ بولىدۇ. بۇ، 4a، b-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، قىزىتىش دەۋرىدە ۋاقىت ئۆزگىرىشچان بېسىم ۋە كۈچ خەرىتىسىدە كۆزىتىلگەن گرادىيېنت ئۆزگىرىشلىرىنى چۈشەندۈرىدۇ.
(a) SMA ئاساسلىق ئىككىلىك قوزغاتقۇچتا تېمپېراتۇرا تەقسىملىنىشى ۋە بېسىم كەلتۈرۈپ چىقارغان تۇتاشتۇرۇش تېمپېراتۇرىسىنى كۆرسىتىدىغان سىمۇلياتسىيە نەتىجىسى. قىزىتىش باسقۇچىدا سىم تېمپېراتۇرىسى ئاۋستېنىت ئۆتكۈنچى تېمپېراتۇرىسىدىن ئۆتكەندە، ئۆزگەرتىلگەن ئاۋستېنىت ئۆتكۈنچى تېمپېراتۇرىسى ئۆرلەشكە باشلايدۇ، شۇنىڭغا ئوخشاش، سىم تاياق تېمپېراتۇرىسى سوۋۇتۇش باسقۇچىدا مارتېنسىت ئۆتكۈنچى تېمپېراتۇرىسىدىن ئۆتكەندە، مارتېنسىت ئۆتكۈنچى تېمپېراتۇرىسى تۆۋەنلەيدۇ. ھەرىكەتلەندۈرۈش جەريانىنى ئانالىز قىلىش مودېلى ئۈچۈن SMA. (Simulink مودېلىنىڭ ھەر بىر تارماق سىستېمىسىنىڭ تەپسىلىي كۆرۈنۈشى ئۈچۈن، قوشۇمچە ھۆججەتنىڭ قوشۇمچە بۆلۈمىگە قاراڭ.)
7V كىرىش توك بېسىمىنىڭ ئىككى دەۋرى (10 سېكۇنتلۇق قىزىتىش دەۋرى ۋە 15 سېكۇنتلۇق سوۋۇتۇش دەۋرى) ئۈچۈن ھەر خىل پارامېتىر تەقسىملىنىشىنى تەھلىل قىلىش نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. (ac) ۋە (e) ۋاقىت ئىچىدىكى تەقسىملىنىشنى تەسۋىرلىگەن بولسا، (d) ۋە (f) تېمپېراتۇرا بىلەن تەقسىملىنىشنى تەسۋىرلەيدۇ. ئايرىم كىرگۈزۈش شارائىتى ئۈچۈن، كۆزىتىلگەن ئەڭ چوڭ بېسىم 106 MPa (345 MPa دىن تۆۋەن، سىمنىڭ ئېقىش كۈچى)، كۈچ 150 N، ئەڭ چوڭ يۆتكىلىش 270 µm، ئەڭ كىچىك مارتېنسىت ھەجىم كەسمى 0.91. يەنە بىر تەرەپتىن، بېسىمنىڭ ئۆزگىرىشى ۋە مارتېنسىتنىڭ ھەجىم كەسمى تېمپېراتۇرا بىلەن ئۆزگىرىشى گىستېرېزىس خاراكتېرىگە ئوخشايدۇ.
ئوخشاش چۈشەندۈرۈش ئاۋستېنىت باسقۇچىدىن مارتېنسىت باسقۇچىغا بىۋاسىتە ئۆزگىرىش (سوۋۇتۇش) ئۈچۈنمۇ قوللىنىلىدۇ، بۇ يەردە SMA سىم تېمپېراتۇرىسى (T) ۋە بېسىم ئۆزگەرتىلگەن مارتېنسىت باسقۇچىنىڭ (\(M_f^{\prime}\ )) ئاخىرقى تېمپېراتۇرىسى ناھايىتى ياخشى. 4d،f-رەسىمدە SMA سىمىدىكى قوزغىتىلغان بېسىم (\(sigma\)) ۋە مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتى (\(xi\)) نىڭ ئۆزگىرىشى ھەر ئىككى ھەيدەش دەۋرى ئۈچۈن SMA سىم تېمپېراتۇرىسىنىڭ ئۆزگىرىشىگە ئاساسەن كۆرسىتىلدى (T). 3a-رەسىمدە SMA سىم تېمپېراتۇرىسىنىڭ ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ كىرىش توك بېسىمى ئىمپۇلسىغا ئاساسەن ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلدى. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، نۆل توك بېسىمىدا ئىسسىقلىق مەنبەسى بىلەن تەمىنلەش ۋە ئۇنىڭدىن كېيىنكى كونۋېكتىپ سوۋۇتۇش ئارقىلىق سىم تېمپېراتۇرىسى داۋاملىق ئۆرلەيدۇ. قىزىتىش جەريانىدا، SMA سىم تېمپېراتۇرىسى (T) بېسىم تۈزىتىلگەن ئاۋستېنىت يادرولىنىش تېمپېراتۇرىسىدىن (\(A_s^{\prime}\)) ئۆتكەندە، مارتېنسىتنىڭ ئاۋستېنىت باسقۇچىغا قايتا ئۆزگىرىشى باشلىنىدۇ. بۇ باسقۇچتا، SMA سىمى سىقىلىدۇ ۋە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. شۇنداقلا سوۋۇتۇش جەريانىدا، SMA سىمىنىڭ تېمپېراتۇرىسى (T) بېسىم ئۆزگەرتىلگەن مارتېنسىت باسقۇچىنىڭ (\(M_s^{\prime}\)) يادرولىنىش تېمپېراتۇرىسىدىن ئۆتكەندە، ئاۋستېنىت باسقۇچىدىن مارتېنسىت باسقۇچىغا مۇسبەت ئۆتۈش يۈز بېرىدۇ. ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ تۆۋەنلەيدۇ.
SMA غا ئاساسلانغان قوش موداللىق قوزغاتقۇچنىڭ ئاساسلىق سۈپەت جەھەتلىرىنى سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىدىن قولغا كەلتۈرگىلى بولىدۇ. توك بېسىمى ئىمپۇلس كىرگۈزۈش ئەھۋالىدا، SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى جوئۇل قىزىتىش ئۈنۈمى سەۋەبىدىن ئۆرلەيدۇ. ماتېرىيال دەسلەپتە تولۇق مارتېنسىت باسقۇچىدا بولغاچقا، مارتېنسىت ھەجىم كەسمىسىنىڭ (\(\xi\)) دەسلەپكى قىممىتى 1 گە تەڭشەلدى. سىم قىزىشنى داۋاملاشتۇرغاندا، SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى بېسىم تۈزىتىلگەن ئاۋستېنىت يادروسى تېمپېراتۇرىسى \(A_s^{\prime}\) دىن ئېشىپ كېتىدۇ، نەتىجىدە مارتېنسىت ھەجىم كەسمىسى تۆۋەنلەيدۇ، بۇ 4c-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك. بۇنىڭدىن باشقا، 4e-رەسىمدە ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ۋاقىت ئىچىدىكى سوقۇشلىرىنىڭ تەقسىملىنىشى، 5-رەسىمدە ۋاقىتنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ كۆرسىتىلگەن. مۇناسىۋەتلىك تەڭلىمە سىستېمىسى تېمپېراتۇرا، مارتېنسىت ھەجىم كەسمىسى ۋە سىمدا پەيدا بولغان بېسىمنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ SMA سىمنىڭ قىسقىرىشىنى ۋە ھەرىكەتلەندۈرگۈچ تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان كۈچنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك. 4d,f، تېمپېراتۇرىغا ئەگىشىپ توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشى ۋە تېمپېراتۇرىغا ئەگىشىپ مارتېنسىت ھەجىم كەسمىنىڭ ئۆزگىرىشى 7 ۋولتلۇق سىمۇلياتسىيەلىك ئەھۋالدا SMA نىڭ گىستېرېزىس خۇسۇسىيىتىگە ماس كېلىدۇ.
ھەيدەش پارامېتىرلىرىنى سېلىشتۇرۇش تەجرىبە ۋە ئانالىز ھېسابلاش ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلدى. سىملار 10 سېكۇنت ئىچىدە 7 V ئىمپۇلسلۇق كىرىش توك بېسىمىغا ئۇچرىتىلدى، ئاندىن ئىككى قېتىملىق دەۋرىيلىكتە 15 سېكۇنت (سوۋۇتۇش باسقۇچى) سوۋۇتۇلدى. ئۇچلۇق بۇلۇڭ \(40^{\circ}\) غا تەڭشەلدى ۋە ھەر بىر ئۇچلۇق پۇتتىكى SMA سىمنىڭ دەسلەپكى ئۇزۇنلۇقى 83 مىللىمېتىرغا تەڭشەلدى. (a) يۈك ھۈجەيرىسى بىلەن ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچنى ئۆلچەش (b) ئىسسىقلىق ئىنفىرا قىزىل نۇر كامېراسى بىلەن سىم تېمپېراتۇرىسىنى كۆزىتىش.
ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچنىڭ فىزىكىلىق پارامېتىرلىرىنىڭ تەسىرىنى چۈشىنىش ئۈچۈن، ماتېماتىكىلىق مودېلنىڭ تاللانغان فىزىكىلىق پارامېتىرلارغا بولغان سەزگۈرلۈكىنى تەھلىل قىلىش ئېلىپ بېرىلدى ۋە پارامېتىرلار ئۇلارنىڭ تەسىرىگە ئاساسەن رەتكە تىزىلدى. ئالدى بىلەن، مودېل پارامېتىرلىرىنىڭ ئەۋرىشكە ئېلىنىشى بىردەك تەقسىملىنىشكە ئەمەل قىلغان تەجرىبە لايىھەلەش پىرىنسىپلىرى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى (سەزگۈرلۈك ئانالىزىنىڭ قوشۇمچە بۆلۈمىگە قاراڭ). بۇ خىل ئەھۋالدا، مودېل پارامېتىرلىرى كىرىش توك بېسىمى (\(V_{in}\))، دەسلەپكى SMA سىم ئۇزۇنلۇقى (\(l_0\))، ئۈچبۇلۇڭ بۇلۇڭى (\(\alpha\))، يانتۇلۇق بۇلاق تۇراقلىقى (\(K_x\))، كونۋېكتىپ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش كوئېففىتسېنتى (\(h_T\)) ۋە بىر خىل شەكىللىك تارماق سانى (n) نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. كېيىنكى قەدەمدە، تەتقىقات لايىھەلەش تەلىپى سۈپىتىدە ئەڭ يۇقىرى مۇسكۇل كۈچى تاللاندى ۋە ھەر بىر ئۆزگەرگۈچى مىقدار توپلىمىنىڭ كۈچ كۈچىگە بولغان پارامېتىرلىق تەسىرى قولغا كەلتۈرۈلدى. سەزگۈرلۈك ئانالىزى ئۈچۈن بوران گىرافىكى ھەر بىر پارامېتىرنىڭ كوررېلياتسىيە كوئېففىتسېنتلىرىدىن ئېلىندى، رەسىم 6a دا كۆرسىتىلگەندەك.
(a) مودېل پارامېتىرلىرىنىڭ كوررېلياتسىيە كوئېففىتسېنتى قىممەتلىرى ۋە ئۇلارنىڭ يۇقىرىدىكى مودېل پارامېتىرلىرىنىڭ 2500 ئۆزگىچە گۇرۇپپىسىنىڭ ئەڭ چوڭ چىقىرىش كۈچىگە بولغان تەسىرى بوران-چاپقۇن دىئاگراممىسىدا كۆرسىتىلدى. گىرافىك بىر قانچە كۆرسەتكۈچنىڭ دەرىجە كوررېلياتسىيەسىنى كۆرسىتىدۇ. \(V_{in}\) نىڭ مۇسبەت كوررېلياتسىيەگە ئىگە بىردىنبىر پارامېتىر ئىكەنلىكى، \(l_0\) نىڭ بولسا ئەڭ يۇقىرى مەنپىي كوررېلياتسىيەگە ئىگە پارامېتىر ئىكەنلىكى ئېنىق. ھەر خىل پارامېتىرلارنىڭ ھەر خىل بىرىكمىلەردىكى ئەڭ يۇقىرى مۇسكۇل كۈچىگە بولغان تەسىرى (b, c) دا كۆرسىتىلدى. \(K_x\) 400 دىن 800 N/m غىچە، n نىڭ دائىرىسى 4 دىن 24 گىچە. توك بېسىمى (\(V_{in}\) 4V دىن 10V غىچە، سىم ئۇزۇنلۇقى (\(l_{0 } \)) 40 دىن 100 مىللىمېتىر غىچە، قۇيرۇق بۇلۇڭى (\(\alpha \)) \ (20 – 60 \, ^ {\circ }\) غىچە ئۆزگەردى.
6a-رەسىمدە ھەر بىر پارامېتىر ئۈچۈن ھەر خىل باغلىنىش كوئېففىتسېنتلىرىنىڭ چوققا ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچ لايىھىلەش تەلىپىگە ئاساسەن بوران-چاپقۇن دىئاگراممىسى كۆرسىتىلگەن. 6a-رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، توك بېسىمى پارامېتىرى (\(V_{in}\)) ئەڭ چوڭ چىقىرىش كۈچى بىلەن بىۋاسىتە مۇناسىۋەتلىك، ھەمدە كونۋېكتىپ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش كوئېففىتسېنتى (\(h_T\))، ئوت بۇلۇڭى (\(\alpha\))، يۆتكىلىش بۇلاق تۇراقلىقى (\(K_x\)) SMA سىمنىڭ چىقىرىش كۈچى ۋە دەسلەپكى ئۇزۇنلۇقى (\(l_0\)) بىلەن مەنپىي باغلىنىشلىق، ھەمدە بىر خىل شاخلارنىڭ سانى (n) كۈچلۈك تەتۈر باغلىنىشنى كۆرسىتىدۇ. بىۋاسىتە باغلىنىش ئەھۋالىدا توك بېسىمى باغلىنىش كوئېففىتسېنتى (\(V_{in}\)) نىڭ قىممىتى يۇقىرى بولغاندا، بۇ پارامېتىرنىڭ توك چىقىرىشقا ئەڭ چوڭ تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. يەنە بىر ئوخشاش ئانالىز 6b، c-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، ئىككى ھېسابلاش بوشلۇقىنىڭ ھەر خىل بىرىكمىلىرىدىكى ھەر خىل پارامېتىرلارنىڭ تەسىرىنى باھالاش ئارقىلىق چوققا كۈچىنى ئۆلچەيدۇ. \(V_{in}\) ۋە \(l_0\)، \(\alpha\) ۋە \(l_0\) نىڭ ئوخشاش ئەندىزىلىرى بار، گىرافىكتا \(V_{in}\) ۋە \(\alpha\) ۋە \(\alpha\) نىڭ ئوخشاش ئەندىزىلىرى بارلىقى كۆرسىتىلگەن. \(l_0\) نىڭ كىچىكرەك قىممەتلىرى يۇقىرى چوققا كۈچلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. قالغان ئىككى گىرافىك 6a-رەسىم بىلەن ماس كېلىدۇ، بۇ يەردە n ۋە \(K_x\) مەنپىي مۇناسىۋەتكە ئىگە، \(V_{in}\) بولسا مۇسبەت مۇناسىۋەتكە ئىگە. بۇ تەھلىل قوزغىتىش سىستېمىسىنىڭ چىقىش كۈچى، سوقۇلۇشى ۋە ئۈنۈمىنى تەلەپ ۋە قوللىنىشقا ماسلاشتۇرغىلى بولىدىغان تەسىر كۆرسىتىدىغان پارامېتىرلارنى ئېنىقلاش ۋە تەڭشەشكە ياردەم بېرىدۇ.
ھازىرقى تەتقىقات خىزمىتى N دەرىجىلىك دەرىجەلىك قوزغاتقۇچلارنى تونۇشتۇرىدۇ ۋە تەكشۈرىدۇ. 7a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، ئىككى دەرىجىلىك دەرىجەلىك دەرىجەلىك ئۆلچەمدە، بىرىنچى دەرىجىلىك قوزغاتقۇچنىڭ ھەر بىر SMA سىمىنىڭ ئورنىغا، 9e-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، قوش موداللىق تەرتىپكە ئېرىشىلىدۇ. 7c-رەسىمدە SMA سىمىنىڭ پەقەت ئۇزۇنلۇق يۆنىلىشتە ھەرىكەتلىنىدىغان ھەرىكەتچان قول (ياردەمچى قول) غا قانداق ئورالغانلىقى كۆرسىتىلگەن. قانداقلا بولمىسۇن، ئاساسلىق ھەرىكەتچان قول 1-باسقۇچلۇق كۆپ باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچنىڭ ھەرىكەتچان قولى بىلەن ئوخشاش ئۇسۇلدا ھەرىكەت قىلىشنى داۋاملاشتۇرىدۇ. ئادەتتە، N باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچ \(N-1\) باسقۇچلۇق SMA سىمىنى بىرىنچى باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچ بىلەن ئالماشتۇرۇش ئارقىلىق ھاسىل قىلىنىدۇ. نەتىجىدە، ھەر بىر تارماق بىرىنچى باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچنى تەقلىد قىلىدۇ، سىمنىڭ ئۆزىنى تۇتۇپ تۇرىدىغان تارماقتىن باشقا. بۇ ئۇسۇلدا، ئاساسلىق قوزغاتقۇچلارنىڭ كۈچىدىن نەچچە ھەسسە چوڭ كۈچ ھاسىل قىلىدىغان ئىچكى قۇرۇلمىلارنى شەكىللەندۈرۈشكە بولىدۇ. بۇ تەتقىقاتتا، ھەر بىر دەرىجە ئۈچۈن، 7d-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، جەدۋەل شەكلىدە كۆرسىتىلگەندەك، ئومۇمىي ئۈنۈملۈك SMA سىمىنىڭ ئۇزۇنلۇقى 1 مېتىر ئويلىشىلدى. ھەر بىر بىر خىل موداللىق لايىھەدىكى ھەر بىر سىمدىن ئۆتىدىغان توك ۋە ھەر بىر SMA سىم بۆلىكىدىكى ھاسىل بولغان ئالدىن بېسىم ۋە توك بېسىمى ھەر بىر سەۋىيەدە ئوخشاش. بىزنىڭ ئانالىز مودېلىمىزغا ئاساسلانغاندا، چىقىرىش كۈچى سەۋىيە بىلەن مۇسبەت مۇناسىۋەتلىك، يۆتكىلىش بولسا مەنپىي مۇناسىۋەتلىك. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، يۆتكىلىش بىلەن مۇسكۇل كۈچى ئوتتۇرىسىدا سودا بار ئىدى. 7b-رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئەڭ چوڭ كۈچ ئەڭ كۆپ قەۋەتتە قولغا كەلتۈرۈلگەن بولسىمۇ، ئەڭ چوڭ يۆتكىلىش ئەڭ تۆۋەن قەۋەتتە كۆزىتىلىدۇ. دەرىجە دەرىجىسى \(N=5\) غا تەڭشەلگەندە، 2 قېتىم كۆزىتىلگەن \(\upmu\)m لىق سوقۇلۇش بىلەن 2.58 kN لىق ئەڭ يۇقىرى مۇسكۇل كۈچى بايقالدى. يەنە بىر تەرەپتىن، بىرىنچى باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچ 277 \(\upmu\)m لىق سوقۇلۇشتا 150 N كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. كۆپ دەرىجىلىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچلەر ھەقىقىي بىئولوگىيىلىك مۇسكۇللارنى تەقلىد قىلالايدۇ، شەكىلنى ئەستە ساقلاش قېتىشمىلىرىغا ئاساسلانغان سۈنئىي مۇسكۇللار ئېنىق ۋە ئىنچىكە ھەرىكەتلەر بىلەن كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى كۈچ ھاسىل قىلالايدۇ. بۇ كىچىك لايىھەنىڭ چەكلىمىسى شۇكى، دەرىجە ئاشقانسېرى، ھەرىكەت زور دەرىجىدە ئازىيىدۇ ۋە قوزغاتقۇچ ئىشلەپچىقىرىش جەريانىنىڭ مۇرەككەپلىكى ئاشىدۇ.
(a) ئىككى باسقۇچلۇق (\(N=2\)) قاتلاملىق شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ سىستېمىسى قوش موداللىق سەپلىمە شەكلىدە كۆرسىتىلدى. تەكلىپ قىلىنغان مودېل بىرىنچى باسقۇچلۇق قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچتىكى SMA سىمىنى يەنە بىر باسقۇچلۇق قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ بىلەن ئالماشتۇرۇش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلىدۇ. (c) ئىككىنچى باسقۇچلۇق كۆپ قاتلاملىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ شەكلى ئۆزگەرگەن سەپلىمە شەكلى. (b) كۈچ ۋە يۆتكىلىشنىڭ قاتلام سانىغا ئاساسەن تەقسىملىنىشى بايان قىلىندى. ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ چوققا كۈچى گىرافىكتىكى كۆلەم سەۋىيەسى بىلەن مۇسبەت مۇناسىۋەتلىك، ھەرىكەت مىقدارى بولسا كۆلەم سەۋىيەسى بىلەن مەنپىي مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكى بايقالدى. ھەر بىر سىمدىكى توك ۋە ئالدىن توك بېسىمى بارلىق سەۋىيەلەردە مۇقىم تۇرىدۇ. (d) جەدۋەلدە ھەر بىر سەۋىيەدىكى SMA سىمىنىڭ (تال) چېكىلىش سانى ۋە ئۇزۇنلۇقى كۆرسىتىلدى. سىملارنىڭ ئالاھىدىلىكلىرى 1-ئىندېكىس بىلەن، ئىككىنچى تارماق سانى (بىرىنچى پۇتقا ئۇلانغان) ئاستى كۆرسەتكۈچتىكى ئەڭ چوڭ سان بىلەن كۆرسىتىلدى. مەسىلەن، 5-دەرىجىدە، \(n_1\) ھەر بىر قوش موداللىق قۇرۇلمىدا مەۋجۇت بولغان SMA سىملىرىنىڭ سانىنى، \(n_5\) بولسا ياردەمچى پۇتلارنىڭ (بىر ئاساسلىق پۇتقا ئۇلانغان) سانىنى كۆرسىتىدۇ.
نۇرغۇن تەتقىقاتچىلار شەكىل خاتىرىسى بار SMA نىڭ ھەرىكىتىنى مودېللاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەر خىل ئۇسۇللارنى ئوتتۇرىغا قويدى، بۇ ئۇسۇللار باسقۇچ ئۆزگىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك كىرىستال قۇرۇلمىسىدىكى ماكروسكوپىيىلىك ئۆزگىرىشلەرگە ئەگىشىپ كېلىدىغان تېرمومېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەرگە باغلىق. قۇرۇلمىلىق ئۇسۇللارنىڭ فورمۇلاسى ئۆز-ئۆزىدىن مۇرەككەپ. ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان فېنومېنولوگىيەلىك مودېل Tanaka28 تەرىپىدىن ئوتتۇرىغا قويۇلغان بولۇپ، قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا كەڭ قوللىنىلىدۇ. Tanaka [28] تەرىپىدىن ئوتتۇرىغا قويۇلغان فېنومېنولوگىيەلىك مودېل مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتى تېمپېراتۇرا ۋە بېسىمنىڭ ئېكسپونېنسىيال فۇنكسىيەسى دەپ پەرەز قىلىدۇ. كېيىن، Liang، Rogers29 ۋە Brinson30 باسقۇچ ئۆزگىرىش دىنامىكىسىنىڭ توك بېسىمى ۋە تېمپېراتۇرىنىڭ كوسىنۇس فۇنكسىيەسى دەپ پەرەز قىلىنىدىغان مودېلنى ئوتتۇرىغا قويدى، مودېلغا ئازراق ئۆزگەرتىش كىرگۈزدى. Becker ۋە Brinson SMA ماتېرىياللىرىنىڭ خالىغان يۈكلەش شارائىتى ۋە قىسمەن ئۆزگىرىشلەر ئاستىدىكى ھەرىكىتىنى مودېللاشتۇرۇش ئۈچۈن باسقۇچ دىئاگراممىسىغا ئاساسلانغان كىنېتىك مودېلنى ئوتتۇرىغا قويدى. Banerjee32 Elahinia ۋە Ahmadian33 تەرىپىدىن ئىجاد قىلىنغان يەككە ئەركىنلىك دەرىجىسىدىكى مانىپۇلياتورنى سىمۇلياتسىيە قىلىش ئۈچۈن Bekker ۋە Brinson31 باسقۇچ دىئاگراممىسى دىنامىكىسى ئۇسۇلىنى ئىشلىتىدۇ. فازا دىئاگراممىسىغا ئاساسلانغان كىنېتىك ئۇسۇللار، تېمپېراتۇرا بىلەن توك بېسىمىنىڭ مونوتون بولمىغان ئۆزگىرىشىنى ئويلىشىپ، قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا قوللىنىش تەس. ئېلاخىنىيا ۋە ئەھمەدىيان مەۋجۇت فېنومېنولوگىيەلىك مودېللارنىڭ بۇ كەمچىلىكلىرىگە دىققەت قىلىپ، ھەر قانداق مۇرەككەپ يۈكلەش شارائىتى ئاستىدا شەكىل خاتىرىسىنىڭ ھەرىكىتىنى تەھلىل قىلىش ۋە ئېنىقلاش ئۈچۈن كېڭەيتىلگەن فېنومېنولوگىيەلىك مودېلنى ئوتتۇرىغا قويدى.
SMA سىمنىڭ قۇرۇلما مودېلى SMA سىمنىڭ بېسىمى (\(sigma\))، بېسىمى (\(epsilon\))، تېمپېراتۇرىسى (T) ۋە مارتېنسىت ھەجىم نىسبىتى (\(xi\)) نى بېرىدۇ. بۇ فېنومېنولوگىيەلىك قۇرۇلما مودېلىنى تۇنجى قېتىم Tanaka28 ئوتتۇرىغا قويغان، كېيىن Liang29 ۋە Brinson30 قوللانغان. بۇ تەڭلىمىنىڭ ھاسىلىسى تۆۋەندىكى شەكىلدە بولىدۇ:
بۇ يەردە E بولسا، \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) ۋە \(E_A\) ۋە \(E_M\) ئارقىلىق ئېرىشكەن باسقۇچقا باغلىق SMA يوڭ مودۇلى بولۇپ، يوڭ مودۇلىنى ئىپادىلەيدۇ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا ئاۋستېنىت ۋە مارتېنسىت باسقۇچلىرى بولۇپ، ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى \(\theta_T\) بىلەن ئىپادىلىنىدۇ. باسقۇچ ئۆزگىرىشىنىڭ تۆھپە ئامىلى \(\Omega = -E \epsilon _L\) بولۇپ، \(\epsilon _L\) بولسا SMA سىمىدىكى ئەڭ چوڭ ئەسلىگە كەلتۈرگىلى بولىدىغان بېسىم.
بۇ باسقۇچ دىنامىكىسى تەڭلىمىسى Liang29 تەرىپىدىن ئىجاد قىلىنغان ۋە كېيىن Tanaka28 تەرىپىدىن ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئېكسپونېنسىئال فۇنكسىيە ئورنىغا Brinson30 تەرىپىدىن قوللىنىلغان كوسىنۇس فۇنكسىيەسى بىلەن ماس كېلىدۇ. بۇ باسقۇچ ئۆتكۈنچى مودېلى Elakhinia ۋە Ahmadian34 تەرىپىدىن ئوتتۇرىغا قويۇلغان مودېلنىڭ كېڭەيتىلگەن نۇسخىسى بولۇپ، Liang29 ۋە Brinson30 تەرىپىدىن بېرىلگەن باسقۇچ ئۆتكۈنچى شەرتلىرىگە ئاساسەن ئۆزگەرتىلگەن. بۇ باسقۇچ ئۆتكۈنچى مودېلى ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن شەرتلەر مۇرەككەپ تېرمومېخانىكىلىق يۈك ئاستىدا ئۈنۈملۈك. ھەر بىر ۋاقىت پەيتىدە، ئاساسىي تەڭلىمىنى مودېللاشتۇرغاندا، مارتېنسىتنىڭ ھەجىم قىسمىنىڭ قىممىتى ھېسابلىنىدۇ.
مارتېنسىتنىڭ قىزىتىش شارائىتىدا ئاۋستېنىتقا ئايلىنىشى ئارقىلىق ئىپادىلىنىدىغان باشقۇرۇش قايتا ئۆزگەرتىش تەڭلىمىسىنىڭ شەكلى تۆۋەندىكىچە:
بۇ يەردە \(\xi\) مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتى، \(\xi _M\) قىزىتىشتىن بۇرۇن ئېلىنغان مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتى، \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\)، \ ( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) ۋە \(C_A\) – ئەگرى سىزىقنىڭ يېقىنلىشىش پارامېتىرلىرى، T – SMA سىم تېمپېراتۇرىسى، \(A_s\) ۋە \(A_f\) – ئايرىم-ئايرىم ھالدا ئاۋستېنىت باسقۇچىنىڭ باشلىنىشى ۋە ئاخىرى، تېمپېراتۇرا.
سوۋۇتۇش شارائىتىدا ئاۋستېنىتنىڭ مارتېنسىتقا ئۆزگىرىشى بىلەن ئىپادىلىنىدىغان بىۋاسىتە ئۆزگەرتىشنى كونترول قىلىش تەڭلىمىسى تۆۋەندىكىدەك:
بۇ يەردە \(\xi _A\) سوۋۇشتىن بۇرۇن ئېرىشكەن مارتېنسىتنىڭ ھەجىم نىسبىتى، \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\)، \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) ۋە \ (C_M \) – ئەگرى سىزىق ماسلىشىش پارامېتىرلىرى، T – SMA سىم تېمپېراتۇرىسى، \(M_s\) ۋە \(M_f\) – ئايرىم-ئايرىم ھالدا دەسلەپكى ۋە ئاخىرقى مارتېنسىت تېمپېراتۇرىسى.
(3) ۋە (4) تەڭلىمىلەر پەرقلەندۈرۈلگەندىن كېيىن، تەتۈر ۋە بىۋاسىتە ئۆزگەرتىش تەڭلىمىلىرى تۆۋەندىكى شەكىلگە ئاددىيلاشتۇرۇلىدۇ:
ئالدىغا ۋە كەينىگە ئۆزگەرتىش جەريانىدا \(\eta _{\sigma}\) ۋە \(\eta _{T}\) ئوخشىمايدىغان قىممەتلەرنى ئالىدۇ. \(\eta _{\sigma}\) ۋە \(\eta _{T}\) بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئاساسىي تەڭلىمىلەر چىقىرىلىپ، قوشۇمچە بۆلۈمدە تەپسىلىي مۇھاكىمە قىلىندى.
SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسىنى ئۆستۈرۈش ئۈچۈن لازىم بولغان ئىسسىقلىق ئېنېرگىيەسى جوئۇل قىزىتىش ئېففېكتىدىن كېلىدۇ. SMA سىم سۈمۈرگەن ياكى قويۇپ بەرگەن ئىسسىقلىق ئېنېرگىيەسى ئۆزگىرىشنىڭ يوشۇرۇن ئىسسىقلىقى بىلەن ئىپادىلىنىدۇ. SMA سىمىدىكى ئىسسىقلىق يوقىتىش مەجبۇرىي كونۋېكسىيە سەۋەبىدىن كېلىپ چىقىدۇ، رادىئاتسىيەنىڭ سەلبىي تەسىرىنى نەزەرگە ئالغاندا، ئىسسىقلىق ئېنېرگىيەسى تەڭپۇڭلۇقى تەڭلىمىسى تۆۋەندىكىدەك بولىدۇ:
بۇ يەردە \(m_{wire}\) SMA سىمنىڭ ئومۇمىي ماسسىسى، \(c_{p}\) SMA نىڭ خاس ئىسسىقلىق سىغىمى، \(V_{in}\) سىمغا قوللىنىلغان توك بېسىمى، \(R_{ohm} \ ) – باسقۇچقا باغلىق قارشىلىق SMA، تۆۋەندىكىدەك ئېنىقلىنىدۇ: \(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) بۇ يەردە \(r_M\) ۋە \(r_A\) ئايرىم-ئايرىم ھالدا مارتېنسىت ۋە ئاۋستېنىتتىكى SMA باسقۇچ قارشىلىقى، \(A_{c}\) SMA سىمنىڭ يۈز كۆلىمى، \(\Delta H\) شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى. سىمنىڭ يوشۇرۇن ئۆزگىرىش ئىسسىقلىقى T ۋە \(T_{\infty}\) ئايرىم-ئايرىم ھالدا SMA سىمنىڭ ۋە مۇھىتنىڭ تېمپېراتۇرىسى.
شەكىللىك ئەسلەش قېتىشمىسى سىم قوزغىتىلغاندا، سىم سىقىلىدۇ، بۇ ئىككى خىل شەكىللىك لايىھەنىڭ ھەر بىر تارمىقىدا تالا كۈچى دەپ ئاتىلىدىغان كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. SMA سىمنىڭ ھەر بىر تالىدىكى تالالارنىڭ كۈچلىرى بىرلىكتە ھەرىكەتلىنىش ئۈچۈن مۇسكۇل كۈچىنى ھاسىل قىلىدۇ، رەسىم 9e دا كۆرسىتىلگەندەك. يانتۇ بۇلاقنىڭ مەۋجۇتلۇقى سەۋەبىدىن، N-نومۇرلۇق كۆپ قەۋەتلىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئومۇمىي مۇسكۇل كۈچى تۆۋەندىكىدەك:
\(N = 1\) نى (7) فورمۇلاغا قويۇپ، بىرىنچى باسقۇچلۇق قوش موداللىق قوزغاتقۇچ ئۈلگىسىنىڭ مۇسكۇل كۈچىنى تۆۋەندىكىدەك قولغا كەلتۈرگىلى بولىدۇ:
بۇ يەردە n بىر خىل شەكىللىك پۇت سانى، \(F_m\) قوزغاتقۇچ تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان مۇسكۇل كۈچى، \(F_f\) SMA سىمىدىكى تالا كۈچى، \(K_x\) يانتۇلۇق قاتتىقلىقى. ياي، \(\alpha\) ئۈچبۇلۇڭنىڭ بۇلۇڭى، \(x_0\) SMA سىمىنى ئالدىن تارتىش ھالىتىدە تۇتۇش ئۈچۈن يانتۇلۇق ياينىڭ دەسلەپكى يۆتكىلىشى، \(\Delta x\) ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ يۆتكىلىشى.
قوزغاتقۇچنىڭ ئومۇمىي يۆتكىلىشى ياكى ھەرىكىتى (\(\Delta x\)) N-باسقۇچنىڭ SMA سىمىدىكى توك بېسىمى (\(\sigma\)) ۋە بېسىمغا (\(\epsilon\)) باغلىق بولۇپ، قوزغاتقۇچ (چىقىرىشنىڭ قوشۇمچە قىسمىنىڭ رەسىمىگە قاراڭ):
كىنېماتىك تەڭلىمىلەر قوزغاتقۇچ دېفورماسىيەسى (\(\epsilon\)) بىلەن يۆتكىلىش ياكى يۆتكىلىش (\(\Delta x\) ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى بېرىدۇ. بىر خىل موداللىق تارماقنىڭ ھەر قانداق ۋاقىت t دىكى Arb سىمىنىڭ دەسلەپكى Arb سىم ئۇزۇنلۇقى (\(l_0\)) ۋە سىم ئۇزۇنلۇقى (l) نىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە دېفورماسىيەسى تۆۋەندىكىدەك:
بۇ يەردە \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) 8-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، \(\Delta\)ABB ' دىكى كوسىنۇس فورمۇلاسىنى قوللىنىش ئارقىلىق ئېرىشىلىدۇ. بىرىنچى باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچ ئۈچۈن (\(N = 1\))، \(\Delta x_1\) \(\Delta x\)، \(\alpha _1\) \(\alpha \) غا ئوخشايدۇ. 8-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، (11)-فورمۇلادىن ۋاقىتنى پەرقلەندۈرۈپ، l نىڭ قىممىتىنى قويۇش ئارقىلىق، بېسىم سۈرئىتىنى تۆۋەندىكىدەك يېزىشقا بولىدۇ:
بۇ يەردە \(l_0\) SMA سىمنىڭ دەسلەپكى ئۇزۇنلۇقى، l بىر خىل بىر خىل شەكىللىك تارماقتىكى ھەر قانداق ۋاقىتتىكى سىمنىڭ ئۇزۇنلۇقى، \(\epsilon\) SMA سىمىدا شەكىللەنگەن دېفورماسىيە، \(\alpha\) ئۈچبۇلۇڭنىڭ بۇلۇڭى، \(\Delta x\) قوزغاتقۇچنىڭ يۆتكىلىشى (8-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك).
بۇ رەسىمدىكى بارلىق n دانە يەككە چوققىلىق قۇرۇلما (\(n=6\) كىرىش توك بېسىمى سۈپىتىدە \(V_{in}\) بىلەن ئارقا-ئارقىدىن ئۇلانغان. I باسقۇچ: نۆل توك بېسىمى شارائىتىدا قوش موداللىق سەپلىمە ھالىتىدىكى SMA سىمنىڭ سىخېما دىئاگراممىسى II باسقۇچ: قىزىل سىزىق بىلەن كۆرسىتىلگەندەك، SMA سىمنىڭ تەتۈر ئۆزگەرتىش سەۋەبىدىن سىقىلغان كونترول قىلىنىدىغان قۇرۇلما كۆرسىتىلدى.
بۇ ئۇقۇمنىڭ ئىسپاتى سۈپىتىدە، ئاساسىي تەڭلىمىلەرنىڭ سىمۇلياتسىيەلىك چىقىرىلىشىنى تەجرىبە نەتىجىلىرى بىلەن سىناق قىلىش ئۈچۈن SMA ئاساسلىق قوش موداللىق قوزغاتقۇچ ئىجاد قىلىندى. قوش موداللىق سىزىقلىق قوزغاتقۇچنىڭ CAD مودېلى 9a-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. يەنە بىر تەرەپتىن، 9c-رەسىمدە قوش موداللىق قۇرۇلمىغا ئىگە ئىككى تۈزلەڭلىك SMA ئاساسلىق قوزغاتقۇچنى ئىشلىتىپ ئايلىنىشچان پىرىزما ئۇلىنىش ئۈچۈن تەكلىپ قىلىنغان يېڭى لايىھە كۆرسىتىلدى. قوزغاتقۇچ زاپچاسلىرى Ultimaker 3 كېڭەيتىلگەن 3D پرىنتېرىدا قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش ئارقىلىق ياسالغان. زاپچاسلارنى 3D بېسىشتا ئىشلىتىلگەن ماتېرىيال پولىكاربونات بولۇپ، ئۇ كۈچلۈك، چىداملىق ۋە يۇقىرى ئەينەك ئۆتۈش تېمپېراتۇرىسىغا ئىگە (110-113 \(^{\circ }\) C) بولغاچقا، ئىسسىقلىققا چىداملىق ماتېرىياللارغا ماس كېلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، سىناقلاردا Dynalloy, Inc. نىڭ Flexinol شەكىللىك خاتىرە قېتىشمىسى سىمى ئىشلىتىلگەن، ھەمدە سىمۇلياتسىيەلەردە Flexinol سىمىغا ماس كېلىدىغان ماتېرىيال خۇسۇسىيىتى ئىشلىتىلگەن. كۆپ SMA سىملىرى كۆپ قەۋەتلىك قوزغاتقۇچلار ھاسىل قىلغان يۇقىرى كۈچنى قولغا كەلتۈرۈش ئۈچۈن مۇسكۇللارنىڭ قوش موداللىق تەرتىپىدە بار بولغان تالا شەكلىدە ئورۇنلاشتۇرۇلغان، رەسىم 9b، d دا كۆرسىتىلگەندەك.
9a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، ھەرىكەتچان قول SMA سىمى ھاسىل قىلغان ئۆتكۈر بۇلۇڭ بۇلۇڭ (\(\alpha\)) دەپ ئاتىلىدۇ. سول ۋە ئوڭ قىسقۇچلارغا تېرمىنال قىسقۇچلار ئۇلانغاندا، SMA سىمى خالىغان قوش موداللىق بۇلۇڭدا تۇتۇلىدۇ. ياي ئۇلىغۇچتا تۇتۇلغان يانتۇ ياي ئۈسكۈنىسى SMA تالالىرىنىڭ سانى (n) غا ئاساسەن ھەر خىل يانتۇ ياي ئۇزارتىش گۇرۇپپىلىرىنى تەڭشەش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن. بۇنىڭدىن باشقا، ھەرىكەتچان قىسىملارنىڭ ئورنى SMA سىمى مەجبۇرىي كونۋېكسىيە سوۋۇتۇش ئۈچۈن سىرتقى مۇھىتقا ئېچىۋېتىلىدىغان قىلىپ لايىھەلەنگەن. ئايرىۋالغىلى بولىدىغان قۇرۇلمىنىڭ ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى تاختىلىرى ئېغىرلىقىنى ئازايتىش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن سىقىلغان كېسىشمىلەر ئارقىلىق SMA سىمىنىڭ سالقىنلىقىنى ساقلاشقا ياردەم بېرىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، CMA سىمىنىڭ ئىككى ئۇچى ئايرىم-ئايرىم ھالدا سول ۋە ئوڭ تېرمىناللارغا قىسقۇچ ئارقىلىق بېكىتىلىدۇ. ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى تاختىلار ئارىسىدىكى بوشلۇقنى ساقلاش ئۈچۈن ھەرىكەتچان قۇرۇلمىنىڭ بىر ئۇچىغا پورشېن ئۇلىنىدۇ. پورشېن يەنە SMA سىمى قوزغىتىلغاندا توسۇش كۈچىنى ئۆلچەش ئۈچۈن سېنزورغا تۇتاش ئارقىلىق توسۇش كۈچىنى قوللىنىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ.
ئىككى خىل شەكىللىك مۇسكۇل قۇرۇلمىسى SMA ئېلېكترلىك جەھەتتىن ئارقا-ئارقىدىن ئۇلىنىدۇ ۋە كىرىش ئىمپۇلس توك بېسىمى بىلەن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدۇ. توك بېسىمى ئايلىنىشى جەريانىدا، توك بېسىمى بېرىلگەندە ۋە SMA سىمى ئاۋستېنىتنىڭ دەسلەپكى تېمپېراتۇرىسىدىن يۇقىرى قىزىتىلغاندا، ھەر بىر تالدىكى سىمنىڭ ئۇزۇنلۇقى قىسقارتىلىدۇ. بۇ چېكىنىش ھەرىكەتچان قول تارماق قۇرۇلمىسىنى قوزغىتىدۇ. ئوخشاش ئايلىنىشتا توك بېسىمى نۆلگە تەڭشەلگەندە، قىزىتىلغان SMA سىمى مارتېنسىت يۈزىنىڭ تېمپېراتۇرىسىدىن تۆۋەن سوۋۇتۇلۇپ، ئەسلىدىكى ئورنىغا قايتىدۇ. نۆل بېسىم شارائىتىدا، SMA سىمى ئالدى بىلەن بىر يانتۇلۇق ياي ئارقىلىق پاسسىپ سوزۇلۇپ، ئېنىقلانغان مارتېنسىت ھالىتىگە يېتىدۇ. SMA سىمى ئۆتكەن ۋىنت، SMA سىمىغا توك بېسىمى بېرىش ئارقىلىق ھاسىل بولغان سىقىلىش سەۋەبىدىن ھەرىكەتلىنىدۇ (SPA ئاۋستېنىت باسقۇچىغا يېتىدۇ)، بۇ ھەرىكەتچان تۇتقۇچنىڭ ھەرىكەتلىنىشىگە ئېلىپ كېلىدۇ. SMA سىمى چېكىنگەندە، يانتۇلۇق ياي ياينى تېخىمۇ سوزۇش ئارقىلىق قارشى كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. ئىمپۇلس توك بېسىمىدىكى بېسىم نۆلگە يەتكەندە، SMA سىمى مەجبۇرىي كونۋېكسىيە سوۋۇتۇش سەۋەبىدىن ئۇزىرايدۇ ۋە شەكلىنى ئۆزگەرتىپ، قوش مارتېنسىت باسقۇچىغا يېتىدۇ.
تەكلىپ قىلىنغان SMA ئاساسلىق سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ سىستېمىسى SMA سىملىرىنىڭ بۇلۇڭلۇق قوش موداللىق سەپلىمىسىگە ئىگە. (a) بىر خىل ئۈلگە نۇسخىسىنىڭ CAD مودېلىنى تەسۋىرلەيدۇ، بۇ مودا نۇسخىسىنىڭ بىر قىسىم تەركىبلىرى ۋە ئۇلارنىڭ ئۈلگە نۇسخىسىنىڭ مەنىسىنى تىلغا ئالىدۇ، (b, d) تەرەققىي قىلدۇرۇلغان تەجرىبە ئۈلگىسىنى كۆرسىتىدۇ35. (b) ئېلېكتر ئۇلىنىشى، يانتۇلۇق بۇلىقى ۋە بېسىم ئۆلچەش ئەسۋابلىرى ئىشلىتىلگەن ئۈلگە نۇسخىسىنىڭ ئۈستى كۆرۈنۈشىنى كۆرسەتسە، (d) قۇرۇلمىنىڭ كەلگۈسى كۆرۈنۈشىنى كۆرسىتىدۇ. (e) ھەر قانداق ۋاقىتتا t ئىككى موداللىق SMA سىملىرى قويۇلغان سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرۈش سىستېمىسىنىڭ دىئاگراممىسى، تالانىڭ يۆنىلىشى ۋە يۆنىلىشى ۋە مۇسكۇل كۈچىنى كۆرسىتىدۇ. (c) ئىككى تۈزلەڭلىك SMA ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچنى ئورۇنلاشتۇرۇش ئۈچۈن 2-DOF ئايلىنىشلىق پىرىزما ئۇلىنىش تەكلىپ قىلىندى. كۆرسىتىلگەندەك، ئۇلىنىش ئاستىنقى قوزغاتقۇچتىن ئۈستۈنكى قولغىچە سىزىقلىق ھەرىكەتنى يەتكۈزىدۇ، ئايلىنىشلىق ئۇلىنىش ھاسىل قىلىدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن، جۈپ پىرىزمىنىڭ ھەرىكىتى كۆپ قەۋەتلىك بىرىنچى باسقۇچلۇق قوزغاتقۇچنىڭ ھەرىكىتى بىلەن ئوخشاش.
9b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن ئۈلگە ئۈستىدە SMA غا ئاساسلانغان قوش مودېللىق قوزغاتقۇچنىڭ ئىقتىدارىنى باھالاش ئۈچۈن تەجرىبە تەتقىقاتى ئېلىپ بېرىلدى. 10a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، تەجرىبە قۇرۇلمىسى SMA سىملىرىغا كىرىش توك بېسىمى بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن پروگراممىلىغىلى بولىدىغان DC توك مەنبەسىدىن تەركىب تاپقان. 10b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، Graphtec GL-2000 سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچ ئارقىلىق توسۇش كۈچىنى ئۆلچەش ئۈچۈن پىيېزوئېلېكترلىق بېسىم ئۆلچەش ئەسۋابى (PACEline CFT/5kN) ئىشلىتىلگەن. سانلىق مەلۇماتلار تېخىمۇ چوڭقۇر تەتقىق قىلىش ئۈچۈن خوجايىن تەرىپىدىن خاتىرىلىنىدۇ. بېسىم ئۆلچەش ئەسۋابلىرى ۋە زەرەت كۈچەيتكۈچلىرى توك سىگنالى ھاسىل قىلىش ئۈچۈن تۇراقلىق توك مەنبەسىگە ئېھتىياجلىق. ماس كېلىدىغان سىگناللار پىيېزوئېلېكترلىق كۈچ سېنزورىنىڭ سەزگۈرلۈكى ۋە 2-جەدۋەلدە تەسۋىرلەنگەن باشقا پارامېتىرلارغا ئاساسەن توك چىقىرىش كۈچىگە ئايلاندۇرۇلىدۇ. توك بېسىمى ئىمپۇلسى قوللىنىلغاندا، SMA سىمنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئۆرلەپ، SMA سىمنىڭ قىسىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، بۇ ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ كۈچ ھاسىل قىلىشىغا سەۋەب بولىدۇ. 7 V كىرىش توك بېسىمى ئىمپۇلسى ئارقىلىق مۇسكۇل كۈچىنى چىقىرىشنىڭ تەجرىبە نەتىجىلىرى 2a-رەسىمدە كۆرسىتىلدى.
(a) سىناق جەريانىدا ھەرىكەتلەندۈرگۈچ تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان كۈچنى ئۆلچەش ئۈچۈن SMA ئاساسلىق سىزىقلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ سىستېمىسى قۇرۇلدى. يۈك ھۈجەيرىسى توسۇش كۈچىنى ئۆلچەيدۇ ۋە 24 V DC توك مەنبەسى بىلەن ھەرىكەتلەندۈرۈلىدۇ. GW Instek پروگراممىلىغىلى بولىدىغان DC توك مەنبەسى ئارقىلىق سىمنىڭ پۈتۈن ئۇزۇنلۇقىغا 7 V توك بېسىمى چۈشۈرۈلدى. SMA سىمى ئىسسىقلىق سەۋەبىدىن قىسقىرايدۇ، ھەرىكەتچان قول يۈك ھۈجەيرىسىگە تېگىپ توسۇش كۈچىنى پەيدا قىلىدۇ. يۈك ھۈجەيرىسى GL-2000 سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچكە ئۇلىنىدۇ ۋە سانلىق مەلۇماتلار كېيىنكى بىر تەرەپ قىلىش ئۈچۈن كومپيۇتېردا ساقلىنىدۇ. (b) مۇسكۇل كۈچىنى ئۆلچەش ئۈچۈن تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ زاپچاسلىرى زەنجىرىنى كۆرسىتىدىغان دىئاگرامما.
شەكىل خاتىرە قېتىشمىلىرى ئىسسىقلىق ئېنېرگىيەسى بىلەن قوزغىلىدۇ، شۇڭا تېمپېراتۇرا شەكىل خاتىرە ھادىسىسىنى تەتقىق قىلىشتا مۇھىم پارامېتىرغا ئايلىنىدۇ. 11a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، سىناق جەريانىدا، SMA ئاساسلىق ئىككىلىك ھەرىكەتلەندۈرگۈچنىڭ ئۈلگىسىدە ئىسسىقلىق تەسۋىرى ۋە تېمپېراتۇرا ئۆلچەش ئېلىپ بېرىلدى. 11b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، پروگراممىلىغىلى بولىدىغان تۇراقلىق توك مەنبەسى سىناق قۇرۇلمىسىدىكى SMA سىملىرىغا كىرىش توك بېسىمىنى بەردى. SMA سىمىنىڭ تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشى يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى LWIR كامېراسى (FLIR A655sc) ئارقىلىق ھەقىقىي ۋاقىتتا ئۆلچەندى. خوجايىن كېيىنكى بىر تەرەپ قىلىش ئۈچۈن سانلىق مەلۇماتلارنى خاتىرىلەش ئۈچۈن ResearchIR يۇمشاق دېتالىنى ئىشلىتىدۇ. توك بېسىمى ئىمپۇلسى قوللىنىلغاندا، SMA سىمىنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئۆرلەيدۇ، بۇنىڭ بىلەن SMA سىمىنىڭ قىسقىرىشىغا سەۋەب بولىدۇ. 2b-رەسىمدە 7V كىرىش توك بېسىمى ئىمپۇلسى ئۈچۈن SMA سىمىنىڭ تېمپېراتۇرىسىنىڭ ۋاقىتقا سېلىشتۇرغاندا تەجرىبە نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى.